JP2003003958A - Hermetic electric compressor and refrigerating device using the same - Google Patents

Hermetic electric compressor and refrigerating device using the same

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JP2003003958A
JP2003003958A JP2001187729A JP2001187729A JP2003003958A JP 2003003958 A JP2003003958 A JP 2003003958A JP 2001187729 A JP2001187729 A JP 2001187729A JP 2001187729 A JP2001187729 A JP 2001187729A JP 2003003958 A JP2003003958 A JP 2003003958A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
electric compressor
hermetic electric
vibration
hermetic
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001187729A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Nishihara
秀俊 西原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Publication date
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Publication of JP2003003958A publication Critical patent/JP2003003958A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hermetic electric compressor in which a coolant mainly comprising R600a which is a hydrocarbon coolant of small warming coefficient is used, vibration is reduced, and noise is decreased, and provide a refrigerating device in which noise is decreased, and reliability is high. SOLUTION: This reciprocating hermetic electric compressor of inverter- driven type uses the coolant comprising as a main component the hydrocarbon coolant mainly comprising R600a, and is driven with a plurality of operation frequencies including a revolution speed less than a commercial power supply frequency. In this hermetic electric compressor, a compression element is built at an approximately upper part of an electric element, and is elastically supported by a closed container at a lower part of the stator via a stator. Accordingly, the hermetic electric compressor in which the vibration is reduced and the noise is decreased is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電気冷蔵庫やエアー
コンディショナー、あるいは自動販売機等に使用される
密閉型圧縮機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hermetic compressor used in electric refrigerators, air conditioners, vending machines and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地球環境に対する要求はますます
高まってきており、省エネ、温室効果の高いガスの規制
等の動きが加速されている。
2. Description of the Related Art In recent years, demands for the global environment have been increasing more and more, and movements such as energy saving and regulation of gas with high greenhouse effect have been accelerated.

【0003】従来の技術には、日本特許公開公報平11
−107931号に示されているものがある。
The prior art includes Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 11
No. -1079331.

【0004】以下、図面を参照しながら上記従来技術の
密閉型電動圧縮機について説明する。なお以下の説明に
おいて、上下の関係は、密閉型電動圧縮機を正規の姿勢
に設置した状態を基準とする。
Hereinafter, the above-mentioned conventional hermetic electric compressor will be described with reference to the drawings. In the following description, the relationship between the upper and lower sides is based on the state in which the hermetic electric compressor is installed in a regular posture.

【0005】図4は従来技術の密閉型電動圧縮機の断面
図で、1は密閉容器で冷凍機油2を貯溜する。5は電動
要素で固定子3、および永久磁石を内臓する回転子4か
らなる。6は圧縮要素で電動要素5の下方に構築され、
電動要素5によって駆動され、ともに密閉容器1に収容
される。また、この密閉型電動圧縮機はオゾン破壊係数
がゼロであるHFC系の代表的な冷媒であるR134a
を圧縮するよう、設計されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional hermetic electric compressor, in which 1 is a hermetic container for storing refrigerating machine oil 2. An electric element 5 is composed of a stator 3 and a rotor 4 containing a permanent magnet. 6 is a compression element, which is constructed below the electric element 5,
It is driven by the electric element 5 and both are housed in the closed container 1. Further, this hermetic electric compressor is R134a which is a typical HFC refrigerant having an ozone depletion potential of zero.
Is designed to compress.

【0006】次に圧縮要素6の詳細を以下に説明する。Details of the compression element 6 will be described below.

【0007】10はクランクシャフトで、回転子4を圧
入固定した主軸部11および主軸部11に対し偏心して
形成された偏心部12を有する。20はシリンダーブロ
ックで、略円筒形の圧縮室22を有するとともに主軸部
11を軸支する軸受け部23を有し、電動要素の下方に
形成されている。30はピストンで圧縮室22に勘入さ
れ、偏心部12との間を連結手段31によって連結され
ている。33は鉄板を積層したバランスウエイトで回転
子4に固定される。35は圧縮室22の端面を封止する
バルブプレート、36はヘッドで高圧室を形成し、バル
ブプレート35の反圧縮室22側に固定される。39は
サクションチューブで密閉容器1に固定されるとともに
冷凍サイクルの低圧側(図示せず)に接続され、冷媒ガ
ス(図示せず)を密閉容器1内に導く。40はサクショ
ンマフラーで消音空間42を形成する。50はサスペン
ションスプリングで密閉容器1に固定されたスナブバー
52およびシリンダーブロック20に形成されたスナブ
バー部53の間に嵌装され、圧縮要素6を弾性的に支持
する。60はインバーター装置で固定子3と結線され
る。61はインバーター装置60をコントロールする制
御回路、62は商用電源で制御回路61、およびインバ
ーター装置61に結線されている。
A crankshaft 10 has a main shaft portion 11 into which the rotor 4 is press-fitted and fixed, and an eccentric portion 12 formed eccentrically with respect to the main shaft portion 11. Reference numeral 20 denotes a cylinder block, which has a substantially cylindrical compression chamber 22 and a bearing portion 23 that pivotally supports the main shaft portion 11, and is formed below the electric element. A piston 30 is inserted into the compression chamber 22 and is connected to the eccentric portion 12 by a connecting means 31. 33 is a balance weight in which iron plates are laminated and is fixed to the rotor 4. Reference numeral 35 is a valve plate that seals the end surface of the compression chamber 22, and 36 is a head that forms a high-pressure chamber and is fixed to the valve plate 35 on the side opposite to the compression chamber 22. A suction tube 39 is fixed to the closed container 1 and is connected to the low pressure side (not shown) of the refrigeration cycle to guide a refrigerant gas (not shown) into the closed container 1. A suction muffler 40 forms a sound deadening space 42. A suspension spring 50 is fitted between a snubb bar 52 fixed to the closed container 1 and a snubb bar portion 53 formed on the cylinder block 20, and elastically supports the compression element 6. An inverter device 60 is connected to the stator 3. Reference numeral 61 is a control circuit for controlling the inverter device 60, and 62 is a commercial power source connected to the control circuit 61 and the inverter device 61.

【0008】なお、一般に圧縮機の消費電力は運転周波
数が低いほど小さくなり、また一方で負荷に応じた冷凍
能力も同時に求められることから、通常インバーター装
置は商用電源の周波数に対しその半分程度から商用電源
の周波数を超える程度までの間で任意に複数の出力周波
数が設定される。
Generally, the power consumption of a compressor becomes smaller as the operating frequency becomes lower, and on the other hand, the refrigerating capacity corresponding to the load is also required at the same time. A plurality of output frequencies are arbitrarily set up to a level exceeding the frequency of the commercial power supply.

【0009】次に以上のような構成における一連の動作
について説明する。
Next, a series of operations in the above configuration will be described.

【0010】商用電源62から供給される電力は制御回
路61、インバーター60を介して電動要素5に供給さ
れ、電動要素5の回転子4を任意の回転数で回転させ
る。回転子4はクランクシャフト10を回転させ、偏心
部12の偏心運動が連結手段31を介してピストン30
を駆動することでピストン30は圧縮室22内を往復運
動し、サクションチューブ39を通して密閉容器1内に
導かれた前記冷媒ガスはサクションマフラー40から吸
入され、圧縮室22内で連続して圧縮される。
Electric power supplied from the commercial power supply 62 is supplied to the electric element 5 via the control circuit 61 and the inverter 60, and rotates the rotor 4 of the electric element 5 at an arbitrary rotation speed. The rotor 4 rotates the crankshaft 10, and the eccentric movement of the eccentric portion 12 causes the piston 30 to move through the connecting means 31.
When the piston 30 is driven, the piston 30 reciprocates in the compression chamber 22, and the refrigerant gas introduced into the closed container 1 through the suction tube 39 is sucked from the suction muffler 40 and continuously compressed in the compression chamber 22. It

【0011】この際、ピストン30の往復運動によって
発生する振動は、バランスウエイト33でかなり相殺さ
れるが、一部残存する。こうして残存した振動はその反
作用としてシリンダーブロック20を振動させるが、こ
の振動はサスペンションスプリング50でさらに減衰さ
れる。この時生ずる密閉型電動圧縮機の振動は、電動要
素の回転数が低いほど振幅が大きくなるが、27Hz近
辺の運転周波数では実用上問題の無い40ミクロンメー
トルを下回る32ミクロンメートル程度のレベルであっ
た。
At this time, the vibration generated by the reciprocating motion of the piston 30 is largely canceled by the balance weight 33, but some vibration remains. The residual vibration thus vibrates the cylinder block 20 as its reaction, and this vibration is further damped by the suspension spring 50. The vibration of the hermetic electric compressor generated at this time has a larger amplitude as the rotation speed of the electric element is lower, but is at a level of about 32 μm, which is below 40 μm which is practically no problem at an operating frequency near 27 Hz. It was

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記した密閉型電動圧
縮機は既に実用化されている一般的な構成であるが、地
球環境の観点からは、まだ改良の余地を残す。
The hermetic electric compressor described above has a general structure which has already been put into practical use, but there is still room for improvement from the viewpoint of the global environment.

【0013】すなわち従来技術の密閉型電動圧縮機は、
オゾン破壊係数がゼロであるHFC系の代表的な冷媒で
あるR134aを圧縮するよう設計されているが、R1
34aを含むHFC系の冷媒は温暖化係数が高く、いず
れ規制されることが決定している。これに代り、欧州で
既に実用化されており、オゾン破壊係数がゼロでしかも
温暖化係数の小さい炭化水素系冷媒、具体的にはR60
0aが、日本国内でも有力な代替冷媒と考えられてい
る。しかしながらR600aは冷媒R134aに較べ、
圧縮機吸込み体積当たりの冷凍能力が半分近くしかな
く、このことからR134aと同等の冷凍能力を得るた
めにはピストンによる押しのけ容積をR134aに比べ
て2倍近くまで拡大する必要がある。
That is, the hermetic electric compressor of the prior art is
It is designed to compress R134a, which is a typical HFC refrigerant with an ozone depletion potential of zero.
The HFC-based refrigerant containing 34a has a high global warming potential, and has been determined to be regulated eventually. Instead of this, hydrocarbon refrigerants that have already been put to practical use in Europe and have a zero ozone depletion potential and a small global warming potential, specifically R60
0a is considered to be a powerful alternative refrigerant in Japan. However, R600a is
Since the refrigerating capacity per suction volume of the compressor is only about half, in order to obtain the refrigerating capacity equivalent to that of R134a, it is necessary to increase the displacement volume by the piston to nearly twice as large as that of R134a.

【0014】通常、押しのけ容積(以下、気筒容積とい
う)を大きくするためには、圧縮室の径、すなわちピス
トンの外径を大きくするか、クランクシャフトシャフト
の偏心量を大きくする、あるいはこれら双方を併用する
のが一般的であるが、ピストンの外径を大きくすること
はピストンの質量が増加することになり、またクランク
シャフトの偏心量を大きくすることは、ピストンの往復
動における加速度が増加することになり、こうした手法
を採択した場合、いずれもピストンの往復動に伴う振動
エネルギーが増加する。特に気筒容積を2倍近くまで拡
大した場合、この振動エネルギーは非常に大きくなる。
一方、この振動エネルギーによって発生する圧縮機の振
動の振幅は、圧縮要素や電動要素の慣性質量と振動エネ
ルギーとの関係で、電動要素の回転数が低いほど大きく
なる。インバーター装置を用いた低速運転、具体的には
27Hz近辺の回転周波数では、65ミクロンメートル
程度のレベルまで振動が増加してしまう。こういった振
幅レベルになると、この振動に伴い圧縮機や冷凍装置の
発生する騒音が増加してしまう、また冷凍装置の配管が
振動によって疲労破壊し、折損してしまうことで冷媒が
リークしてしまうといった課題がある。
Usually, in order to increase the displacement volume (hereinafter referred to as the cylinder volume), the diameter of the compression chamber, that is, the outer diameter of the piston, or the eccentricity of the crankshaft, or both of them, is increased. Generally used together, increasing the outer diameter of the piston increases the mass of the piston, and increasing the eccentricity of the crankshaft increases the reciprocating acceleration of the piston. Therefore, when such a method is adopted, the vibration energy increases due to the reciprocating movement of the piston. Particularly, when the cylinder volume is expanded to nearly double, this vibration energy becomes very large.
On the other hand, the amplitude of the vibration of the compressor generated by this vibration energy increases as the rotation speed of the electric element decreases, because of the relationship between the inertial mass of the compression element and the electric element and the vibration energy. At low speed operation using an inverter device, specifically, at a rotation frequency around 27 Hz, vibration increases to a level of about 65 μm. At such an amplitude level, the noise generated by the compressor and the refrigeration system is increased due to this vibration, and the piping of the refrigeration system is fatigue-damaged by the vibration and breaks, causing the refrigerant to leak. There is a problem that it will end.

【0015】本発明はこういった課題を解決するもの
で、R600aを主体とする冷媒を用い、かつ振動が小
さく、騒音の低い密閉型電動圧縮機を提供し、また騒音
が低く、かつ信頼性の高い冷凍装置を提供することを目
的とする。
The present invention solves these problems and provides a hermetic electric compressor that uses a refrigerant mainly composed of R600a, and that has small vibration and low noise, and has low noise and reliability. It is an object of the present invention to provide a refrigeration system having a high price.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の発明は、R600aを主体とする炭化水素冷媒を主成
分とする冷媒を用い、商用電源の周波数未満の回転数を
含む複数の運転周波数で駆動されるインバーター駆動式
のレシプロ型密閉型電動圧縮機であって、前記圧縮要素
が前記電動要素の略上方に構築され、かつ前記圧縮要素
が前記固定子を介し、前記固定子の下方で前記密閉容器
から弾性支持されたことで、圧縮時の振動が小さくおさ
えられる、といった作用を有す。
The invention according to claim 1 of the present invention uses a refrigerant containing a hydrocarbon refrigerant mainly containing R600a as a main component, and a plurality of rotation speeds below the frequency of a commercial power source. An inverter-driven reciprocating hermetic electric compressor driven at an operating frequency, wherein the compression element is constructed substantially above the electric element, and the compression element passes through the stator, Since it is elastically supported from the closed container below, it has the effect of suppressing vibration during compression to a small level.

【0017】本発明の請求項2に記載の発明は、圧縮
機、凝縮器、乾燥器、膨張器、および蒸発器、とを備え
た冷凍装置に、請求項1に記載の密閉型電動圧縮機を用
いたもので、圧縮機の振動が小さいことで冷凍装置の騒
音を低く抑え、かつ配管折損を生じにくくするといった
作用を有す。
The invention according to claim 2 of the present invention is a refrigerating apparatus comprising a compressor, a condenser, a drier, an expander, and an evaporator, and the hermetic electric compressor according to claim 1. Since the vibration of the compressor is small, the noise of the refrigeration system is suppressed to a low level, and pipe breakage is less likely to occur.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明による密閉型電動圧
縮機の実施の形態について、図面を参照しながら説明す
る。なお、従来例と同一構成については同一の符号を付
して、詳細な説明を省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a hermetic electric compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those in the conventional example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0019】図1は本発明による密閉型電動圧縮機の断
面図、図2は振動特性図で運転周波数と圧縮機の振幅の
関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a sectional view of a hermetic electric compressor according to the present invention, and FIG. 2 is a vibration characteristic diagram showing a relationship between an operating frequency and an amplitude of the compressor.

【0020】図1において、101は密閉容器で冷凍機
油102を貯溜する。105は電動要素で固定子10
3、および永久磁石を内臓する回転子104からなる。
106は圧縮要素で電動要素105の上方に構築され、
電動要素105によって駆動され、ともに密閉容器10
1に収容される。また、この密閉型電動圧縮機は温暖化
係数の低い炭化水素系冷媒の代表的な冷媒であるR60
0aを圧縮する。
In FIG. 1, 101 is a closed container for storing refrigerating machine oil 102. Reference numeral 105 denotes an electric element and the stator 10
3 and a rotor 104 containing a permanent magnet.
106 is a compression element, which is constructed above the electric element 105,
Driven by an electric element 105, both of which are closed containers 10
It is housed in 1. Further, this hermetic electric compressor is R60, which is a typical refrigerant of hydrocarbon refrigerants having a low global warming potential.
Compress 0a.

【0021】次に圧縮要素106の詳細を以下に説明す
る。
Details of the compression element 106 will be described below.

【0022】110はクランクシャフトで、回転子5を
圧入固定した主軸部111および主軸部111に対し偏
心して形成された偏心部112を有する。120はシリ
ンダーブロックで、略円筒形の圧縮室122を有すると
ともに主軸部111を軸支する軸受け部123を有し、
電動要素の下方に形成されている。130はピストンで
圧縮室122に勘入され、偏心部112との間を連結手
段131によって連結されている。従来例で採用されて
いるR134aと同等の冷凍能力をR600aで得るた
めに、偏心部112の偏心量およびピストン130の外
径は従来例より遥かに拡大されている。133は鉄板を
積層したバランスウエイトで回転子104に固定され
る。135は圧縮室22の端面を封止するバルブプレー
ト、136はヘッドで高圧室を形成し、バルブプレート
135の反圧縮室122側に固定される。139はサク
ションチューブで密閉容器1に固定されるとともに冷凍
サイクルの低圧側(図示せず)に接続され、冷媒ガス
(図示せず)を密閉容器101内に導く。140はサク
ションマフラーで消音空間142を形成する。
A crankshaft 110 has a main shaft portion 111 into which the rotor 5 is press-fitted and fixed, and an eccentric portion 112 formed eccentrically with respect to the main shaft portion 111. Reference numeral 120 denotes a cylinder block, which has a substantially cylindrical compression chamber 122 and a bearing portion 123 that supports the main shaft portion 111.
It is formed below the electric element. A piston 130 is fitted into the compression chamber 122 and is connected to the eccentric portion 112 by a connecting means 131. In order to obtain the same refrigerating capacity as R134a used in the conventional example in R600a, the amount of eccentricity of the eccentric portion 112 and the outer diameter of the piston 130 are much larger than those in the conventional example. 133 is a balance weight in which iron plates are laminated and is fixed to the rotor 104. A valve plate 135 seals the end surface of the compression chamber 22, and a head 136 forms a high-pressure chamber, which is fixed to the valve plate 135 on the side opposite to the compression chamber 122. A suction tube 139 is fixed to the closed container 1 and is connected to the low-pressure side (not shown) of the refrigeration cycle to guide a refrigerant gas (not shown) into the closed container 101. A suction muffler 140 forms a sound deadening space 142.

【0023】150はサスペンションスプリングで図1
の断面を中心に4箇所に設けてあり、密閉容器101に
固定されたスナブバー152および電動要素105の固
定子103に固定されたスナブバー153の間に嵌装さ
れ、圧縮要素106を、電動要素105の固定子103
を介して間接的に弾性的に支持する。
150 is a suspension spring.
Are provided at four locations centering on the cross section of No. 1, and are fitted between the snubb bar 152 fixed to the closed container 101 and the snubb bar 153 fixed to the stator 103 of the electric element 105, and the compression element 106 and the electric element 105 are attached. The stator 103
It is elastically supported indirectly through.

【0024】以上のように構成された密閉型電動圧縮機
について、以下その動作を説明する。
The operation of the hermetic electric compressor configured as described above will be described below.

【0025】商用電源62から供給される電力は制御回
路61、インバーター60を介して電動要素105に供
給され、電動要素105の回転子104を任意の回転数
で回転させる。回転子104はクランクシャフト110
を回転させ、偏心部112の運動が連結手段131を介
してピストン130に伝えられることでピストン130
は圧縮室122内を往復運動し、サクションチューブ1
39を通して密閉容器101内に導かれた前記冷媒ガス
はサクションマフラー140から吸入され、圧縮室12
2内で連続して圧縮される。この際、ピストン130の
往復運動によって発生する振動は、バランスウエイト1
33でかなり相殺されるが、一部残存する。こうして残
存した振動はその反作用としてシリンダーブロック20
を振動させるが、偏心部112の偏心量およびピストン
130の外径は、冷媒R134aを圧縮する従来例に示
した密閉型電動圧縮機に比べ遥かに拡大されていること
から、ピストン130の往復運動によって発生する振動
エネルギーは、従来例に示したものに較べ遥かに大き
く、その反作用としてシリンダーブロック120は大き
く振動する。
Electric power supplied from the commercial power source 62 is supplied to the electric element 105 via the control circuit 61 and the inverter 60, and causes the rotor 104 of the electric element 105 to rotate at an arbitrary rotational speed. The rotor 104 is the crankshaft 110.
And the movement of the eccentric portion 112 is transmitted to the piston 130 via the connecting means 131, so that the piston 130
Reciprocates in the compression chamber 122, and the suction tube 1
The refrigerant gas introduced into the closed container 101 through 39 is sucked from the suction muffler 140,
It is continuously compressed within 2. At this time, the vibration generated by the reciprocating motion of the piston 130 is caused by the balance weight 1
It is offset by 33, but some remain. The remaining vibration is the reaction of the cylinder block 20.
However, since the eccentric amount of the eccentric portion 112 and the outer diameter of the piston 130 are much larger than the hermetic electric compressor shown in the conventional example that compresses the refrigerant R134a, the reciprocating motion of the piston 130 is increased. The vibration energy generated by this is much larger than that shown in the conventional example, and as a reaction thereof, the cylinder block 120 vibrates greatly.

【0026】しかしながら、この振動は圧縮要素106
の上部とサスペンションスプリング130近傍でまった
くその挙動が異なる。すなわちピストン130の反作用
を直接受けるシリンダーブロック120近傍は大きく振
動するものの、サスペンションスプリング150の近傍
では電動要素105を介し下方でこの動きを支えること
からサスペンションスプリング150近傍が支点となる
ことで、振幅は小さくなる。この小さくなった振幅はさ
らにサスペンションスプリング150で減衰される。前
述したように、ピストンの往復動による慣性エネルギー
によって発生する密閉型電動圧縮機の振動の振幅は、電
動要素の回転数が低いほど大きくなるが、本実施の形態
によれば、27Hz近辺の回転周波数では、実用上問題
の無い40ミクロンメートル以下のレベルに収まること
がわかった。
However, this vibration is due to the compression element 106.
The behavior is completely different between the upper part of the and the vicinity of the suspension spring 130. That is, although the vicinity of the cylinder block 120 that directly receives the reaction of the piston 130 vibrates greatly, in the vicinity of the suspension spring 150, since this movement is supported downward via the electric element 105, the vicinity of the suspension spring 150 serves as a fulcrum, and the amplitude is Get smaller. This reduced amplitude is further damped by the suspension spring 150. As described above, the amplitude of the vibration of the hermetic electric compressor generated by the inertia energy due to the reciprocating motion of the piston increases as the rotation speed of the electric element decreases, but according to the present embodiment, the rotation around 27 Hz. At the frequency, it was found to be within the level of 40 μm or less, which is practically no problem.

【0027】上記メカニズムの検証結果として、図2の
振動特性図を用いて説明する。
The verification result of the above mechanism will be described with reference to the vibration characteristic diagram of FIG.

【0028】図2においてBは従来例に示した圧縮機の
結果で、気筒容積は5.7cm3で冷媒にはR134a
を用いたものである。Cは従来例の構成のまま、気筒容
積を10cm3に拡大し、冷媒にR600aを用いて測
定したもの、Aは本発明の実施例による圧縮機でやはり
気筒容積を10cm3に拡大し冷媒にR600aを用い
て測定したものである。振動値はそれぞれ圧縮機の中心
部近傍で横方向の振動を測定した結果である。この結果
からBは27Hzでの振動が32ミクロンメートル、Cは2
7Hzでの振動が65ミクロンメートル、Dは27Hzでの
振動が29ミクロンメートルであった。
In FIG. 2, B is the result of the compressor shown in the conventional example, the cylinder volume is 5.7 cm 3 , and the refrigerant is R134a.
Is used. C is the conventional configuration, the cylinder volume is expanded to 10 cm 3 , and the measurement is performed using R600a as the refrigerant. A is the compressor according to the embodiment of the present invention, and the cylinder capacity is also expanded to 10 cm 3 to be the refrigerant. It is measured using R600a. The vibration values are the results of lateral vibrations measured near the center of the compressor. From this result, B has a vibration of 32 μm at 27 Hz, and C has a vibration of 2
The vibration at 7 Hz was 65 microns, and the D was 27 microns at 29 microns.

【0029】以上の実測データからも明白なように、本
発明では従来のR134aを用いた圧縮機とほぼ同等の
振動値が得られ、冷媒R600aを使用しながらインバ
ーター装置による低回転速度運転を実現することができ
た。
As is clear from the above measured data, in the present invention, a vibration value almost equal to that of the compressor using the conventional R134a is obtained, and low speed operation by the inverter device is realized while using the refrigerant R600a. We were able to.

【0030】なお、この際、引き続き評価した圧縮機の
効率においても、25Hz近辺の回転周波数でのCOPが
1.3を超える、良好な結果が得られた。今回検証試験
に使用した冷凍機油はすでに欧州等で実用化されている
アルキルベンゼン系の冷凍機油で、40℃のときの粘度
が10cStのものである。通常、低い回転数で圧縮機を
運転した場合、圧縮機の仕事量が小さく、その結果、圧
縮機からの発熱量が小さく、密閉容器内でこの熱影響を
強く受ける冷凍機油も温度上昇が小さい。
At this time, also in the efficiency of the compressor which was continuously evaluated, a good result was obtained in which the COP at the rotation frequency near 25 Hz exceeded 1.3. The refrigerating machine oil used for this verification test is an alkylbenzene type refrigerating machine oil which has already been put to practical use in Europe and the like, and has a viscosity of 10 cSt at 40 ° C. Normally, when the compressor is operated at a low speed, the work of the compressor is small, and as a result, the calorific value from the compressor is small, and the temperature of the refrigerating machine oil that is strongly affected by this heat in the sealed container also has a small rise .

【0031】本実施の形態においては比較的粘度の低い
冷凍機油が圧縮機の摺動部での粘性抵抗を小さく抑えた
こと、また低回転運転下では温度上昇が小さいことから
圧縮室122とピストン130の間の漏れが小さく抑え
られたことの相乗効果で良好な効率の結果が得られたも
のと推測される。上記結果から、粘度が7から32cSt
の範囲であれば同様に良好な効率の結果が得られると推
察される。また、評価した圧縮機は圧縮室122とピス
トン130との間のクリアランスが5から10ミクロン
メートルに管理されており、このことも圧縮室122と
ピストン130の間の漏れが小さく抑えられた要因と考
えられる。また、評価した圧縮機はピストンの外径対往
復運動の距離との比が約1.5対1と相対的にピストン
の外径を小さく抑えていることも圧縮室122とピスト
ン130の間の漏れが小さく抑えられた要因と考えら
れ、この比はさらに通常設計される約1対1の比の近辺
まで下げることで、より良好な効率の結果が得られると
推定される。
In the present embodiment, the refrigerating machine oil having a relatively low viscosity suppresses the viscous resistance in the sliding portion of the compressor to a small level, and the temperature rise is small under the low rotation speed operation. It is speculated that good efficiency results were obtained due to the synergistic effect of the small leakage during 130. From the above results, the viscosity is 7 to 32 cSt
It is presumed that similarly good efficiency results can be obtained within the range. In the evaluated compressor, the clearance between the compression chamber 122 and the piston 130 is controlled to 5 to 10 μm, which is also a factor that the leakage between the compression chamber 122 and the piston 130 is suppressed to be small. Conceivable. Further, the evaluated compressor has a ratio of the outer diameter of the piston to the distance of the reciprocating motion of about 1.5: 1, which keeps the outer diameter of the piston relatively small. It is considered that the leakage was suppressed to a small level, and it is estimated that by lowering this ratio to the vicinity of the normally designed ratio of about 1: 1, better efficiency results can be obtained.

【0032】図3は本発明による冷凍装置の構成図であ
る。図3において170は圧縮機、180は凝縮器、1
85は乾燥器、187は膨張器、189は蒸発器でそれ
ぞれがロウ付け等の溶接により、配管によって流体的に
結合している。また、圧縮機170は本発明の請求項1
に記載されたものである。以上の構成において、圧縮機
の振動が実用上問題の無いレベル、具体的には40ミク
ロンメートル以下に収まっていることから、冷凍装置に
対する加振力が小さく、従って冷凍装置が共振すること
で発生する異常音を防ぐことができる。また、冷凍装置
の構成要素は前述したとおり、ロウ付け等の溶接によ
り、配管によって結合しているが、このロウ付けされた
部分に大きな振動による繰り返し応力がかかると疲労に
よるクラックが発生する可能性がある。しかしながら本
実施例では圧縮機の振動が小さいことで繰り返し応力の
応力振幅が小さく、その結果、疲労によるクラックの発
生が抑えられ、配管折損が生じにくくなり、信頼性の高
い冷凍装置を得ることができる。
FIG. 3 is a block diagram of a refrigerating apparatus according to the present invention. In FIG. 3, 170 is a compressor, 180 is a condenser, and 1
Reference numeral 85 is a dryer, 187 is an expander, and 189 is an evaporator, which are fluidly connected by piping by welding such as brazing. Further, the compressor 170 is defined by claim 1 of the present invention.
It is described in. In the above configuration, since the vibration of the compressor is within a practically no problem level, specifically, 40 μm or less, the vibration force to the refrigeration system is small, and therefore the refrigeration system resonates. It is possible to prevent abnormal noise. Also, as described above, the components of the refrigeration system are connected by piping by welding such as brazing, but if repeated stress due to large vibration is applied to this brazed part, cracks may occur due to fatigue. There is. However, in this embodiment, since the vibration of the compressor is small, the stress amplitude of repetitive stress is small, and as a result, the occurrence of cracks due to fatigue is suppressed, pipe breakage is less likely to occur, and a highly reliable refrigeration system can be obtained. it can.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載の発
明は、R600aを主体とする炭化水素冷媒を主成分と
する冷媒を用い、商用電源の周波数未満の回転数を含む
複数の運転周波数で駆動されるインバーター駆動式のレ
シプロ型密閉型電動圧縮機であって、圧縮要素が電動要
素の略上方に構築され、かつ圧縮要素が固定子を介し、
固定子の下方で前記密閉容器から弾性支持されたこと
で、振動が小さく、騒音の低い、そして効率の高い密閉
型電動圧縮機を実現できる。
As described above, the invention according to claim 1 uses a refrigerant whose main component is a hydrocarbon refrigerant whose main component is R600a, and uses a plurality of operating frequencies including rotation speeds lower than the frequency of the commercial power source. An inverter-driven reciprocating hermetic electric compressor driven by, wherein the compression element is constructed substantially above the electric element, and the compression element is through a stator,
By being elastically supported from the closed container below the stator, it is possible to realize a hermetic electric compressor with low vibration, low noise, and high efficiency.

【0034】また、請求項2に記載の発明は、圧縮機、
凝縮器、乾燥器、膨張器、および蒸発器、とを備えた冷
凍装置に、請求項1に記載の密閉型電動圧縮機を用いた
もので、騒音が低く、かつ信頼性の高い冷凍装置を得る
ことができる。
The invention according to claim 2 is a compressor,
A refrigeration system provided with a condenser, a drier, an expander, and an evaporator, wherein the hermetic electric compressor according to claim 1 is used, and a refrigeration system with low noise and high reliability is provided. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による密閉型電動圧縮機の断面図FIG. 1 is a sectional view of a hermetic electric compressor according to the present invention.

【図2】本発明による密閉型電動圧縮機の振動特性図FIG. 2 is a vibration characteristic diagram of the hermetic electric compressor according to the present invention.

【図3】本発明による冷凍装置の構成図FIG. 3 is a block diagram of a refrigerating apparatus according to the present invention.

【図4】従来技術の密閉型電動圧縮機の断面図FIG. 4 is a sectional view of a conventional hermetic electric compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

60 インバーター装置 61 制御回路 101 密閉容器 102 冷凍機油 105 電動要素 106 圧縮要素 130 ピストン 150 サスペンションスプリング 170 圧縮機 180 凝縮器 185 乾燥器 187 膨張器 189 蒸発器 60 inverter device 61 Control circuit 101 airtight container 102 Refrigerator oil 105 Electric element 106 compression element 130 pistons 150 suspension spring 170 compressor 180 condenser 185 dryer 187 expander 189 evaporator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 密閉容器内に冷凍機油と、圧縮室内で往
復動するピストンを含む圧縮要素と、固定子と回転子か
らなり前記圧縮要素を駆動する電動要素とを収容すると
ともに、R600aを主体とする炭化水素冷媒を主成分
とする冷媒を用い、商用電源周波数未満の回転数を含む
複数の運転周波数で駆動されるインバーター駆動式のレ
シプロ型密閉型電動圧縮機であって、前記圧縮要素が前
記電動要素の略上方に構築され、かつ前記圧縮要素が前
記固定子を介し、前記固定子の下方で前記密閉容器から
弾性支持されたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
1. An R600a is mainly provided while accommodating refrigerating machine oil, a compression element including a piston that reciprocates in a compression chamber, and an electric element composed of a stator and a rotor for driving the compression element in a closed container. Using a refrigerant containing a hydrocarbon refrigerant as a main component, which is an inverter-driven reciprocating hermetic electric compressor driven at a plurality of operating frequencies including a rotational frequency lower than a commercial power supply frequency, wherein the compression element is A hermetic electric compressor, which is constructed substantially above the electric element, and wherein the compression element is elastically supported from the hermetic container below the stator via the stator.
【請求項2】 圧縮機、凝縮器、乾燥器、膨張器、およ
び蒸発器とを備え、前記圧縮機に請求項1に記載の密閉
型電動圧縮機を用いた冷凍装置。
2. A refrigerating apparatus comprising a compressor, a condenser, a drier, an expander, and an evaporator, wherein the hermetic electric compressor according to claim 1 is used as the compressor.
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