JP2005113862A

JP2005113862A - 密閉型電動圧縮機

Info

Publication number: JP2005113862A
Application number: JP2003352010A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Nishi; 暢彦西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】冷媒ガス吸入口に吸入接続管の端部を圧入固定し、もう一方の端部を吸入外管の端部とロー付け固定する時、加熱後の吸入外管が室温まで冷却収縮するよりも先にロー材が冷えて固形化するために、吸入外管の軸方向の収縮作用に連なって、吸入接続管には軸方向に圧縮作用する内部応力が働き、シリンダ径方向の歪みを生じ、偏摩耗、回転運動の阻害等の不都合を生じる。
【解決手段】吸入接続管の板厚ｔと吸入口の径φＤの比を４％以上５％以下とすることにより、内部応力を最小限にしかつ冷媒ガスの隙間洩れ量を最小にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和装置や冷蔵庫など冷凍機器に用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。

空調装置や冷蔵庫などに搭載される密閉型電動圧縮機としては、一般にスクロール圧縮機やロータリー圧縮機などが用いられているが、冷媒ガス吸入口に吸入接続管の端部を挿入し、吸入接続管のもう一方の端部を吸入外管の端部に冷媒ガスの流路管と共にロー付け固定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。本願明細書では、以下に、ロータリー圧縮機を例にして従来の密閉型圧縮機の説明を行う。

図３は従来の密閉型電動圧縮機を示す縦断面図、図４は図３のＡ部拡大図である。図３において１０は密閉容器であり、内部に圧縮機構１１、電動機１７、クランク軸１２が配設されている。

電動機１７は密閉容器１の外殻内壁に固定された固定子１５と、固定子１５に対向して配置された回転子１６とからなっている。

圧縮機構１１は内部に円柱形状の空間を有するシリンダ６と、シリンダ６の両端面に配置されて円柱形状の空間を閉塞すると同時にクランク軸１２を回転自在に支持する軸受部材１および２と、シリンダ内部に形成された円柱形状の空間内でクランク軸１２の偏芯部に周方向摺動自在に嵌合してクランク軸１２の回転に伴いシリンダ内周面を摺動するピストン７とからなり、電動機側の軸受部材１がスポット溶接等の溶接手段により密閉容器１０に固定されている。

また、シリンダ６には冷媒ガスの吸入口３が設けられ、吸入口３には密閉容器１０の外部から冷媒ガスをシリンダ６の内部へ導くため吸入接続管２の一方の端部が圧入されている。吸入接続管２のもう一方の端部は密閉容器１０に予め取り付けられた吸入外管４および冷媒ガスの流路管５と共に結合点１３でロー付け固定されている。

以上の構成において、回転子１６が回転すると、この回転力はクランク軸１２によって圧縮機構１１に伝達され、圧縮機構１１ではピストン７がシリンダ６の内部を摺動して冷媒ガスを圧縮し、圧縮機構１１から送り出された圧縮冷媒ガスが冷凍サイクルを循環して膨張冷媒ガスとなって冷媒ガスの流路管５から吸入接続管２を通り、再び吸入口３から圧縮機構１１に戻る。
特開平１１−２０１０４１号公報

以上のような従来の圧縮機では、冷媒ガス吸入口３に吸入接続管２の端部を挿入し、吸入接続管２のもう一方の端部を吸入外管４の端部に冷媒ガスの流路管５と共にロー付け固定する際、ロー付けバーナーの火力で吸入外管４と吸入接続管２が熱膨張した状態でロー材が結合点１３に供給され、バーナーが除去された時点で吸入外管４と吸入接続管２が冷却収縮を始める一方で、液状化したロー材も結合点１３で冷却固化して吸入外管４と吸入接続管２と冷媒ガスの流路管５とを密封固定する。

この時、吸入外管４が冷却により収縮して室温での寸法に戻るよりも先にロー材が冷え
て固形化するために、吸入接続管２は結合点１３で吸入外管４に固定された状態となる。また、吸入外管４はロー付け作業性の要請から銅系材料で構成されているが吸入接続管２は鉄系材料で構成されており、吸入接続管２は吸入外管４に比べて熱膨張率が小さく、冷却収縮に際して吸入外管４より吸入接続管２の収縮量は小さい。

その結果、吸入外管４の冷却収縮に伴い吸入接続管２をシリンダの吸入口３に押し込もうとする内部応力が発生することになる。

この内部応力はシリンダ６を押す力として作用しシリンダ６の径方向には圧縮機の性能確保の面で有害な歪みが生じる。また、シリンダ６にはクランク軸１２を勘合挿入したピストン７がクランク軸１２の回転に伴いシリンダ６の内部を円滑に摺動するように組み込まれており、シリンダ６が歪むとシリンダ６とピストン７の摺動すきまの均一性に狂いが生じ、摺動面が偏摩耗する。また、歪みが大きいと摺動すきまが無くなりピストン７の回転運動が阻害され圧縮機構の機能が停止する。

これを防ぐために、予め吸入接続管２がシリンダ６を変形させる量を見込んでシリンダ６とピストン７の摺動すきまを大きく組み立てておくと、シリンダ６とピストン７が冷媒ガスを圧縮する時に圧縮ガスが摺動すきまから逆流漏出する量が多くなり圧縮機の基本性能が著しく低下するという課題があった。

また上記の吸入接続管２の板厚を薄くすると内部応力を低減しシリンダ６の歪量を小さくすることが可能となるが、薄くしすぎると吸入口３と吸入接続管２の間の密封性が確保できなくなり冷媒ガスの洩れが生じ、同じく圧縮機の基本が著しく低下する課題があった。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、冷媒吸入口の径と吸入接続管の板厚の比をある一定の範囲に設定することにより、密封性を確保しながら内部応力を低減することにより摺動すきまを小さくすることが出来、圧縮ガスの洩れの少ない性能の高い電動圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型電動圧縮機は鉄系材料で構成される吸入接続管の板厚と冷媒吸入口の径の比を４％以上５％以下とすることにより密封性を確保しながら内部応力を低減することにより摺動すきまを小さくすることができ、圧縮ガスの洩れの少ない性能の高い電動圧縮機を構成することができる。

以上のように本発明の密閉型電動圧縮機によれば、密封性を確保しながら内部応力を低減することにより摺動すきまを小さくすることが出来、圧縮ガスの洩れの少ない性能の高い電動圧縮機を提供することができる。

以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における密閉型電動圧縮機の要部断面図である。

シリンダ６には冷媒ガスの吸入口３が設けられ、吸入口３には密閉容器の外部から冷媒ガスをシリンダ６の内部へ導くため吸入接続管２の一方の端部が圧入されている。吸入接続管２のもう一方の端部は密閉容器に予め取り付けられた吸入外管４および冷媒ガスの流
路管５と共に結合点１３でロー付け固定されている。

ロー付け固定する際、ロー付けバーナーの火力で吸入外管４と吸入接続管２が熱膨張した状態でロー材が結合点１３に供給され、バーナーが除去された時点で吸入外管４と吸入接続管２が冷却収縮を始める一方で、液状化したロー材も結合点１３で冷却固化して吸入外管４と吸入接続管２と冷媒ガスの流路管５とを密封固定する。

この時、吸入外管４が冷却により収縮して室温での寸法に戻るよりも先にロー材が冷えて固形化するために、吸入接続管２は結合点１３で吸入外管４に固定された状態となる。また、吸入外管４はロー付け作業性の要請から銅系材料で構成されているが吸入接続管２は鉄系材料で構成されており、吸入接続管２は吸入外管４に比べて熱膨張率が小さく、冷却収縮に際して吸入外管４より吸入接続管２の収縮量は小さい。

その結果、吸入外管４の冷却収縮に伴い吸入接続管２をシリンダの吸入口３に押し込もうとする内部応力Ｆが発生することになる。この内部応力Ｆはシリンダ６を押す力として作用しシリンダ６の径方向には圧縮機の性能確保の面で有害な歪みが生じる。この内部応力Ｆは吸入口３の径φＤが同一の時に、吸入接続管２の板厚ｔが大きくなるほど剛性が高くなるために大きくなる。また吸入接続管２の板厚ｔは吸入口３と吸入接続管２の間の密封性を確保するためにある一定以上必要であり、吸入口３の径φＤが同一の時に板厚ｔに比例して冷媒ガスの隙間洩れ量Ｑが増大する。

すなわち吸入接続管２の板厚ｔと吸入口３の径φＤがそれぞれ内部応力Ｆと冷媒ガスの隙間洩れ量Ｑを決定する要素となり、図２は実験を元に吸入接続管２の板厚ｔと吸入口３の径φＤの比に対する内部応力Ｆと隙間洩れ量Ｑの変化量を数値化したものである。本発明は吸入接続管２の板厚ｔと吸入口３の径φＤの比を４％以上５％以下とすることにより、内部応力Ｆを最小限にしかつ冷媒ガスの隙間洩れ量Ｑを最小にすることができる。

以上のように、本発明にかかる密閉型電動圧縮機は、密封性を確保しながら内部応力を低減することにより摺動すきまを小さくすることが可能となるので、空気調和装置や冷蔵庫など冷凍機器の用途に適用できる。

本発明の実施の形態における密閉型電動圧縮機の要部断面図本発明の実施の形態における吸入接続管の板厚ｔと冷媒吸入口の径φＤの比に対する内部応力Ｆと隙間洩れ量Ｑの変化を説明する図従来の密閉型電動圧縮機を示す縦断面図図３のＡ部拡大図

符号の説明

１軸受部材
２吸入接続管
３冷媒ガスの吸入口
４吸入外管
５冷媒ガス流路管
６シリンダ
７ピストン
９軸受部材
１０密閉容器
１１圧縮機構
１２クランク軸
１３結合点
１５固定子
１６回転子
１７電動機

Claims

密閉容器内に収納された圧縮機構と、圧縮機構に設けた吸入口に密閉容器外殻を貫通して挿入配置された吸入接続管と、吸入接続管の外周を包囲して配置された吸入外管とから構成され、前記吸入外管は一方の端部を密閉容器外殻に、もう一方の端部を吸入接続管に加熱密封接合された密閉型電動圧縮機であって、吸入接続管の板厚と冷媒吸入口径との比が４％以上５％以下であることを特徴とする密閉型電動圧縮機。
吸入接続管を鉄系材料で構成したことを特徴とする請求項１記載の密閉型電動圧縮機。