JP2006077579A - Hermetic compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍冷蔵装置等に用いられる圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a compressor used in a refrigeration apparatus or the like.
従来の密閉型圧縮機としては、運転時の低騒音化を図るとともに、吐出リードの開閉時における損失を低減させることでエネルギ効率を向上させる吐出弁装置を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional hermetic compressor, there is a compressor equipped with a discharge valve device that improves energy efficiency by reducing noise during opening and closing of the discharge lead while reducing noise during operation (for example, patent document) 1).
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。 Hereinafter, the conventional hermetic compressor will be described with reference to the drawings.
図7は従来の密閉型圧縮機の断面図、図8は従来の密閉型圧縮機の平面図、図9は従来の密閉型圧縮機の吐出弁装置の側面断面図、図10は従来の密閉型圧縮機の吐出弁装置の分解図である。 7 is a cross-sectional view of a conventional hermetic compressor, FIG. 8 is a plan view of the conventional hermetic compressor, FIG. 9 is a side cross-sectional view of a discharge valve device of the conventional hermetic compressor, and FIG. It is an exploded view of the discharge valve apparatus of a type compressor.
図7、図8、図9、図10、において、密閉容器1は冷却システム(図示しない)と連結される吐出管2と吸入管3を備えており、底部にオイル4を貯溜すると共に固定子5と回転子6とからなる電動要素7およびこれによって駆動される圧縮機構8を収容し、内部は冷媒9で満たされている。
7, 8, 9, and 10, the
次に圧縮機構8の主な構成について説明する。
Next, the main configuration of the
シリンダ10は略円筒形の圧縮室11と、軸受け部12を備えている。バルブプレート13は反シリンダ10側に吐出弁装置14を備え、圧縮室11を塞いでいる。ヘッド15はバルブプレート13を覆っている。吸入マフラー16は一端を密閉容器1内に開口し、他端を圧縮室11内に連通している。クランクシャフト17は主軸部18と偏心部19を有し、シリンダの軸受け部12に軸支されるとともに回転子6が圧入固定されている。ピストン20は、圧縮室11に往復摺動自在に挿入されるとともに、偏心部19との間をコネクティングロッド21によって連結されている。
The
次に圧縮機構8に備わる吐出弁装置14について説明する。
Next, the
バルブプレート13は反シリンダ10側に凹部22を有し、凹部22にはシリンダ10と連通する吐出孔23と吐出孔23を囲うように形成した弁座部24を設けるとともに、弁座部24と略同一平面上に形成される台座部25とを設けている。台座部25には吐出リード26と、スプリングリード27と、ストッパ28が順にリベット29によって固定されている。
The
吐出リード26は舌状の板ばね材からなり、台座部25に固定される吐出リード保持部30と弁座部24を開閉する開閉部31とを備えている。
The
スプリングリード27は舌状の板ばね材からなり、台座部25に固定されるスプリングリード保持部32と可動部33とを備え、吐出リード26の開閉部31根元部近傍に折曲部34を有している。
The
ストッパ28は、台座部25に固定されるストッパ保持部35と吐出リード26の動きを規制する規制部36とを備え、ストッパ28の規制部36は弁座部24と台座部25を含む平面に対して略平行な側面形状に整形されている。
The
スプリングリード27の可動部33は吐出リード26の開閉部31およびストッパ28の規制部36とのいずれとの間にも所定の隙間を形成するように折曲部34の折り曲げ角により調整されている。
The
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。 The operation of the hermetic compressor configured as described above will be described below.
電動要素7に電気が供給されると回転子6が回転し、クランクシャフト17は回転駆動される。このとき、偏心部19の偏心回転運動がコネクティングロッド21を介してピストン20に伝わることで、ピストン20は圧縮室11内を往復運動する。
When electricity is supplied to the electric element 7, the
ピストン20の往復運動に伴って密閉容器1内の冷媒9は吸入マフラー16から圧縮室11内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒9が冷却システム(図示しない)から吸入管3を通って密閉容器1内に流入する。圧縮室11内へ吸入された冷媒9は圧縮され、バルブプレート13の吐出弁装置14を経てヘッド15内に吐出される。さらに、ヘッド15内に吐出された高圧ガスは、吐出管2から冷却システム(図示しない)へと吐出される。
しかしながら、上記従来の構成では、密閉型圧縮機が起動した直後、本来の冷凍能力に比べ冷凍能力が低い状態が比較的長い時間維持されるという現象がたまに発生することを発明者らは見出した。そして今回、吐出リード26やスプリングリード27の挙動を解析することでそのメカニズムの解明に成功したので、以下にその説明をする。
However, the inventors have found that in the above-described conventional configuration, the phenomenon that the refrigeration capacity is lower than the original refrigeration capacity is maintained for a relatively long time immediately after the hermetic compressor is started. . And now, by analyzing the behavior of the
この低冷凍能力現象が発生し易い密閉型圧縮機の起動時は、冷凍サイクル(図示せず)から冷媒9とともにオイル4が戻ってくる。そして冷媒9とともにこのオイル4も圧縮、吐出するので、吐出リード26やスプリングリード27の間にはオイル4が多く介在している状態となっている。
When the hermetic compressor in which the low refrigeration capacity phenomenon is likely to occur, the
また、一般に密閉型圧縮機の起動時は吸入圧力が高く、密閉容器1内が減圧されるまでの間、比較的密度の高い冷媒9を圧縮、吐出することとなり、吐出リード26の開閉部31には大きな過重がかかる。一方、吐出リード26の開閉部31はストッパ28の規制部36にて変位が規制されるので、吐出リード26の開閉部31は密度の高い冷媒9によってストッパ28の規制部36との間に配設しているスプリングリード27の可動部33に強く押し付けられることになる。
In general, when the hermetic compressor is started, the suction pressure is high, and the refrigerant 9 having a relatively high density is compressed and discharged until the inside of the
そして、上述したような大きな押し付け過重が働くことにより吐出リード26の開閉部31とスプリングリード27の可動部33とがオイル4で吸着してしまい、吐出リード26とスプリングリード27が一体化し、あたかも1枚の厚い吐出リードのようになって開閉動作をする。
Then, due to the large pressing weight as described above, the opening /
ここで、スプリングリード27の可動部33は折曲部34にて吐出リード26の開く方向に折曲げられているので、結果として、そのバネ力が吐出リード26の閉じる方向と逆の方向に作用することとなり、吐出リード26は開く方向に引っ張られ、閉じるタイミングが遅れる。
Here, since the
その結果、ピストン20が圧縮室11内で上死点を過ぎて吸入行程に入ってからの吐出リード26は開いている時間が長くなり、その間圧縮室11内には高圧の冷媒が逆流し、実質的なピストンの押しのけ容積が小さくなり、低冷凍能力現象が発生するのである。
As a result, the discharge lead 26 after the
この低冷凍能力現象が発生している間は密閉型圧縮機の効率が悪く、消費電力量を増加させてしまうと同時に、この密閉型圧縮機を搭載している冷凍機器の冷えを鈍化させてしまうといった課題を生ずるものである。 While this low refrigeration capacity phenomenon occurs, the efficiency of the hermetic compressor is inferior and power consumption is increased, and at the same time, the cooling of the refrigeration equipment equipped with this hermetic compressor is slowed down. The problem that it ends up arises.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、吐出リードの閉じ遅れがほとんど無い、エネルギ効率の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a highly energy-efficient hermetic compressor that has almost no delay in closing a discharge lead.
上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、スプリングリードは略クランク状の側面形状に整形され、吐出リード開閉部に対応する位置において吐出リード及びストッパに対し隙間を形成することで、オイル介在による吸着を断ち切り、吐出リードの閉じ遅れを防止するという作用を有する。 In order to solve the above conventional problems, in the hermetic compressor of the present invention, the spring lead is shaped into a substantially crank-shaped side surface, and a gap is formed between the discharge lead and the stopper at a position corresponding to the discharge lead opening / closing portion. By doing so, there is an effect that the adsorption due to oil inclusion is cut off and the discharge lead closing delay is prevented.
本発明の密閉型圧縮機は、吐出リードとスプリングリードの吸着を防止することができるので、エネルギ効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。 Since the hermetic compressor of the present invention can prevent the discharge lead and the spring lead from being adsorbed, a hermetic compressor with high energy efficiency can be provided.
請求項1に記載の発明は、密閉容器内に圧縮機構およびオイルを収容し、前記圧縮機構はピストンと、前記ピストンが往復動するシリンダと、前記シリンダの開口端を封止するとともに反シリンダ側に吐出弁装置を備えたバルブプレートを有し、前記吐出弁装置は、前記シリンダ内に連通する吐出孔と、前記吐出孔の外側に設けられた弁座部と、前記弁座部と略同一平面上に形成した台座部とを前記バルブプレートに形成し、板ばね材からなり前記吐出孔を開閉する開閉部と前記台座部に固定される吐出リード保持部とを備える吐出リードと、板ばね材からなり可動部と前記台座部に固定されるスプリングリード保持部とを備えるスプリングリードと、規制部と前記台座部に固定されるストッパ保持部とを備えるストッパとをこの順に前記保持部において固定してなるとともに、前記スプリングリードは略クランク状の側面形状に整形され、前記吐出リード開閉部に対応する位置において前記吐出リード及び前記ストッパに対し隙間を形成したもので、起動時等に吐出リードとスプリングリードの間にオイルが介在し、吐出リードに過大な過重がかった場合においても、スプリングリードの可動部と吐出リードの開閉部との間に空間が形成され、両者が吸着しないので、吐出リードの閉じ遅れを防ぎ、冷凍能力の低下を抑えエネルギ効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, a compression mechanism and oil are accommodated in a sealed container, and the compression mechanism seals a piston, a cylinder in which the piston reciprocates, an open end of the cylinder, and an anti-cylinder side. A valve plate having a discharge valve device, the discharge valve device having a discharge hole communicating with the cylinder, a valve seat portion provided outside the discharge hole, and substantially the same as the valve seat portion A discharge lead comprising a base portion formed on a flat surface on the valve plate, and comprising an opening / closing portion made of a leaf spring material for opening and closing the discharge hole and a discharge lead holding portion fixed to the base portion; and a leaf spring A spring lead comprising a movable part made of a material and a spring lead holding part fixed to the pedestal part, and a stopper comprising a regulating part and a stopper holding part fixed to the pedestal part in this order. The spring lead is shaped into a substantially crank-shaped side surface, and a gap is formed between the discharge lead and the stopper at a position corresponding to the discharge lead opening / closing portion. Even when oil is interposed between the discharge lead and the spring lead, and the discharge lead is excessively heavy, a space is formed between the movable part of the spring lead and the opening and closing part of the discharge lead, and the two do not adsorb. Therefore, it is possible to provide a hermetic compressor with high energy efficiency, which prevents a delay in closing the discharge lead and suppresses a decrease in refrigeration capacity.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明に、吐出リードは吐出リード折曲部において開閉部側が弁座部側に折り曲げられたもので、吐出リードの開閉部を弁座部に押し付ける力が安定して得られるので、吐出リードの開閉部と弁座部のシール性が向上し、請求項1に記載の発明の効果に加えて、さらに効率を向上することができる。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明の吐出リード折曲部を弁座部と台座部との間に形成された逃げ部に位置させたもので、吐出リードの開閉部の傾き量を安定させることができるので、吐出リードの開閉部を弁座部に押し付ける力をより安定して得ることができ、吐出リードの開閉部と弁座部のシール性が向上し、請求項2に記載の発明の効果に加えてさらに効率を向上することができる。
According to a third aspect of the present invention, the discharge lead bent portion according to the second aspect of the present invention is positioned at a relief portion formed between the valve seat portion and the pedestal portion. Since the amount of inclination of the discharge lead can be stabilized, the force for pressing the opening / closing portion of the discharge lead against the valve seat portion can be obtained more stably, and the sealing performance of the opening / closing portion of the discharge lead and the valve seat portion is improved. In addition to the effect of the invention described in
請求項4に記載の発明は、請求項1から3に記載の発明のストッパの規制部にスプリングリード側に折曲形成した当接部を形成されたもので、吐出リードの変位がストッパの規制部によって規制されるまでの間にスプリングリードの可動部の支持方式が片持ちから両持ちへ移行するので、途中過程において、スプリングリードの可動部のバネ力をより有効に得ることができ、段階的に必要なバネ特性を設定することが可能となる。その結果、低循環量領域においても、高循環量領域においても最適なバネ特性を得ることが可能となり、請求項1から3に記載の発明の効果に加えてさらに効率を向上することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, a contact portion that is bent on the spring lead side is formed on the restriction portion of the stopper according to any one of the first to third aspects of the invention, and the displacement of the discharge lead causes the restriction of the stopper. Since the support method of the movable part of the spring lead shifts from cantilever to both-end until it is regulated by the part, the spring force of the movable part of the spring lead can be obtained more effectively in the middle of the process. It is possible to set necessary spring characteristics. As a result, optimum spring characteristics can be obtained both in the low circulation amount region and in the high circulation amount region, and the efficiency can be further improved in addition to the effects of the inventions of
以下、本発明による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。 Embodiments of a compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における密閉型圧縮機の断面図、図2は同実施の形態における密閉型圧縮機の平面図、図3は同実施の形態における吐出弁装置の閉時の側面断面図、図4は同実施の形態における吐出弁装置の分解図、図5は同実施の形態における吐出弁装置の開時の側面断面図、図6は同実施の形態における吐出弁装置のバネ特性図である。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a hermetic compressor according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the hermetic compressor according to the same embodiment, and FIG. 3 is a view when the discharge valve device according to the first embodiment is closed. 4 is an exploded view of the discharge valve device according to the embodiment, FIG. 5 is a side sectional view when the discharge valve device according to the embodiment is opened, and FIG. 6 is a view of the discharge valve device according to the embodiment. It is a spring characteristic figure.
図1、図2、図3、図4、図5、図6において、密閉容器101は冷却システム(図示しない)と連結される吐出管102と吸入管103を備えており、底部にオイル104を貯溜すると共に固定子105と回転子106とからなる電動要素107およびこれによって駆動される圧縮機構108を収容し、内部は冷媒109で満たされている。冷媒109は、好ましくは近年の環境問題に対応した特定フロン対象以外の冷媒109で例えばR134aや自然冷媒であるR600a等である。
1, 2, 3, 4, 5, and 6, the sealed
次に圧縮機構108の主な構成について説明する。
Next, the main configuration of the
シリンダ110は略円筒形の圧縮室111と、軸受け部112を備えている。バルブプレート113は反シリンダ110側に吐出弁装置114を備え、圧縮室111を塞いでいる。ヘッド115はバルブプレート113を覆っている。吸入マフラー116は一端を密閉容器101内に開口し、他端を圧縮室111内に連通している。クランクシャフト117は主軸部118と偏心部119を有し、シリンダ110の軸受け部112に軸支されるとともに固定子105に圧入固定されている。ピストン120は、圧縮室111に往復摺動自在に挿入されるとともに、偏心部119との間をコネクティングロッド121によって連結されている。
The
次に圧縮機構108に備わる吐出弁装置114について説明する。
Next, the
バルブプレート113は反シリンダ110側に凹部122を有し、凹部122にはシリンダ110と連通する吐出孔123と吐出孔123を囲うように形成した弁座部124を設けるとともに、弁座部124と略同一平面上に形成される台座部125とを設けている。
The
台座部125には吐出リード126と、スプリングリード127と、ストッパ128が順にリベット129によって固定されている。吐出リード126は舌状の板ばね材からなり、台座部125に固定される吐出リード保持部130と弁座部124を開閉する開閉部131とを備えている。
A
スプリングリード127は舌状の板ばね材からなり、台座部125に固定されるスプリングリード保持部132と可動部133とを備え、可動部133に設けた第一の折曲部134と第二の折曲部135によって略クランク状に整形されている。また、第一の折曲部134はスプリングリード127の可動部133の根元近傍に位置し、第二の折曲部135はスプリングリード127の可動部133に位置している。
The
ストッパ128は、台座部125に固定されるストッパ保持部136と吐出リード126の動きを規制する規制部137とを備え、ストッパ128の規制部137は弁座部124と台座部125を含む平面に対して略平行な側面形状に整形されている。
The
スプリングリード127の可動部133は吐出リード126の開閉部131およびストッパ128の規制部137とのいずれとの間にも隙間を有するように各々の折曲部の曲げ角を設定している。
The bending angle of each bent portion is set so that the
吐出リード126は、吐出リード折曲部138において開閉部131側が弁座部124側に折曲形成されている。
The
弁座部124と台座部125との間には、台座部125より更に深い逃げ部139を形成しており、逃げ部139は逃げ部139に位置している。
A
ストッパ128はストッパ128の規制部137にスプリングリード127側に折曲形成した当接部140を形成しており、ストッパ128の当接部140は弁座部124と台座部125を含む平面に対して略平行な側面形状に形成してある。
The
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the hermetic compressor configured as described above will be described below.
電動要素107に電気が供給されると回転子106が回転し、クランクシャフト117は回転駆動される。このとき、偏心部119の偏心回転運動がコネクティングロッド121を介してピストン120に伝わることで、ピストン120は圧縮室111内を往復運動する。
When electricity is supplied to the
ピストン120の往復運動に伴って密閉容器101内の冷媒109は吸入マフラー116から圧縮室111内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒109が冷却システム(図示しない)から吸入管103を通って密閉容器101内に流入する。圧縮室111内へ吸入された冷媒109は圧縮され、バルブプレート113の吐出弁装置114を経てヘッド115内に吐出される。さらに、ヘッド115内に吐出された高圧ガスは、吐出管102から冷却システム(図示しない)へと吐出される。
As the
ここで、密閉型圧縮機の起動時には、冷凍サイクル(図示せず)から冷媒109とともにオイル104が戻ってくる。そして冷媒109とともにこのオイル104も圧縮、吐出するので、吐出リード126やスプリングリード127の間にはオイル104が多く介在している状態となっている。
Here, when the hermetic compressor is started, the
また、一般に密閉型圧縮機の起動時は吸入圧力が高く、密閉容器1内が減圧されるまでの間、比較的密度の高い冷媒109を圧縮、吐出することとなり、吐出リード126の開閉部131には大きな過重がかかる。
In general, when the hermetic compressor is started, the suction pressure is high, and the refrigerant 109 having a relatively high density is compressed and discharged until the inside of the
一方、吐出リード126の開閉部31はストッパ128の規制部137にて変位が規制されるので、吐出リード126の開閉部131は密度の高い冷媒109によってストッパ128の規制部137との間に配設しているスプリングリード127の可動部133に強く押し付けられることになる。
その結果、吐出リード126の開閉部131とスプリングリード127の可動部133とがオイル104で吸着しようとする。
On the other hand, since the displacement of the opening / closing
As a result, the opening /
しかしながら、スプリングリード127の可動部133に第一と第二の折曲げを形成しているので、吐出リード126の開閉部131とスプリングリード127の可動部133の間には、図5に示すように空間141が形成される。そのため、スプリングリード127の可動部133と吐出リード126の開閉部131はすぐに引き剥がされる。すなわち、吸着が持続せず、スプリングリード127と吐出リード126が一体化して動作することがないので、閉じ遅れを防ぐことができる。
However, since the first and second bent portions are formed in the
その結果、圧縮室111内に高圧の冷媒が逆流することで起こる低冷凍能力現象を防ぐことができ、エネルギ効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
As a result, it is possible to prevent a low refrigeration capacity phenomenon that occurs when a high-pressure refrigerant flows back into the
また、吐出リード126は、吐出リード折曲部138において開閉部131側が弁座部124側に折曲形成しているので、吐出リード126の開閉部131には弁座部124に押し付ける力が働く。
Further, since the opening /
従って吐出リード126の開閉部131が弁座部124から浮くことを防止することができ、さらに良好なシール性を保つことができるため、よりエネルギ効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
Accordingly, the open /
さらに、弁座部124と台座部125との間には台座部125より更に深い逃げ部139が形成され、吐出リード折曲部138は逃げ部139の間に位置しているので、逃げ部139が台座部125とスプリングリード127のバネ力によって押圧されることを防止できる。その結果、吐出リード126の開閉部131の傾き量を安定させることができ、安定した冷凍性能を備えた密閉型圧縮機を提供することができる。
Further, an
また、本実施の形態によれば、ストッパ128の規制部137にはスプリングリード127側に折曲形成した当接部140を形成しているので、スプリングリード127が当接部140に当接した上でさらに吐出リード126は変位をすることができるため、吐出リード126のバネ特性は、図6に示すように偏曲点を2つもち3段階の特性を得ることができる。
In addition, according to the present embodiment, since the
すなわち第一の偏曲点は吐出リード126の開閉部131がスプリングリード127の可動部133に当接する点であり、以降、第二の編曲点までは吐出リード126の開閉部131とスプリングリード127の可動部133のバネの合成力が得られる。
That is, the first bending point is a point where the opening /
第二の編曲点はスプリングリード127の可動部133がストッパ128の当接部140に当接する点で、以降は、スプリングリードの支持方式が片持ちから両持ちへ移行することで、バネ力がさらに増加する。
The second arrangement point is that the
以上のように偏曲点を2つもち3段階の特性を得ることで、吐出リード126の開きが大きいほど強いバネ力が働き、閉じる際のスピードが速くなることから、吐出リード126が大きく開く高循環量領域においても閉じ遅れが少なく、エネルギ効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
As described above, having two inflection points and obtaining three-stage characteristics, the larger the opening of the
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、比較的循環量の多い場合でも、吐出リードの閉じ遅れがほとんど無い、エネルギ効率の高い密閉型圧縮機を提供することができるので、CO2冷媒を用いた冷凍空調機器の用途にも適用できる。 As described above, the hermetic compressor according to the present invention can provide a highly energy-efficient hermetic compressor with little delay in closing the discharge lead even when the circulation amount is relatively large. It can also be applied to refrigeration and air-conditioning equipment that uses refrigerant.
101 密閉容器
104 オイル
108 圧縮機構
110 シリンダ
113 バルブプレート
114 吐出弁装置
120 ピストン
123 吐出孔
124 弁座部
125 台座部
126 吐出リード
127 スプリングリード
128 ストッパ
130 吐出リード保持部
131 開閉部
132 スプリングリード保持部
133 可動部
136 ストッパ保持部
137 規制部
138 吐出リード折曲部
139 逃げ部
140 当接部
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