JP2006090288A - Two-stage compressor and refrigerator using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二つの圧縮要素を持った二段圧縮機と、該圧縮機を有する冷凍サイクルを用いた冷蔵庫に関するものである。 The present invention relates to a two-stage compressor having two compression elements and a refrigerator using a refrigeration cycle having the compressor.
現在、市場に供されている冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルは、圧縮機に凝縮器、冷凍用冷却器や冷蔵用冷却器等を接続してなり、冷蔵室と冷凍室などの異なる温度帯の貯蔵室内を所定温度にそれぞれ冷却するようになっている。このような冷凍サイクルに用いられる圧縮機は、いわゆる一段圧縮方式であることから、該圧縮機への吸込み圧力が、低温の冷凍冷却器の圧力に制限されることとなり、冷凍サイクルの効率化には限界がある。 The refrigeration cycle of refrigeration refrigerators currently on the market consists of a compressor, a condenser, a refrigeration cooler, a refrigeration cooler, etc. connected to a storage room in different temperature zones such as a refrigeration room and a freezing room. Are each cooled to a predetermined temperature. Since the compressor used in such a refrigeration cycle is a so-called single-stage compression system, the suction pressure to the compressor is limited to the pressure of a low-temperature refrigeration cooler, which increases the efficiency of the refrigeration cycle. There are limits.
そこで、図7に示すように、密閉容器102内部に低段圧縮部104と高段圧縮部106とを備えた二段圧縮機100を設け、高段圧縮部106の吐出側に接続された高段用吐出パイプ108と接続された凝縮器の出口側を、中間圧用減圧装置及び中間圧用冷却器を介して密閉容器102内部と連通する中間圧用吸込パイプ110と接続するとともに、低圧用減圧装置及び低圧用冷却器を介して低段圧縮部104の吸込側と接続された低段用吸込パイプ112と接続されてなる冷凍サイクルを用いた冷蔵庫が提案されている(例えば、特許文献1)。
Therefore, as shown in FIG. 7, a two-
上記の二段圧縮機100は、内低部に冷凍機油101を貯蔵する密閉容器102の内部に、電動機114と、該電動機114により往復駆動されるピストン116、117とシリンダ118、119とをそれぞれ備えた低段圧縮部104と高段圧縮部106とを収容し、低段圧縮部104の吐出側に接続された低段用吐出パイプ120と高段圧縮部106の吸込側に接続された高段用吸込パイプ122とが密閉容器102の内部を介して接続されている。
The above-described two-
このような冷凍サイクルでは、二段圧縮機100への吸込み圧力を両冷却器で必要とする冷却能力に対応させ、適切な温度の冷気によって各貯蔵庫内を冷却することで、低消費電力化を図ることができる。また、低段用吐出パイプ120と高段用吸込パイプ122とが密閉容器102を介して接続されているため、密閉容器102内が中間圧力となり、低段圧縮部104ならびに高段圧縮部106のそれぞれのシリンダー118、119内と密閉容器102内との圧力差を小さく設け、各圧縮部104、106と密閉容器102との間での冷媒ガスの漏れ量を低減して冷凍能力を向上することで、低消費電力化を図ることができる。
しかしながら、上記の二段圧縮機100では、電動機102の回転により冷凍機油101が密閉容器102内部で飛散し高段用吸込パイプ122に付着して該パイプ122の開口部から大量に吸込まれる。この吸込まれた冷凍機油101は冷媒ガスととともに冷凍サイクル内を循環するため、冷媒ガスの循環量低下して冷凍能力の低下を引き起こす問題がある。
However, in the above-described two-
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、高段用吸込パイプ122に付着した冷凍機油が、高段用吸込パイプ122を伝って開口部から吸込まれるのを防止して、冷凍サイクルの冷却能力の低下を抑えることができる二段圧縮機及びそれを用いた冷蔵庫を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and prevents refrigerating machine oil adhering to the high-
本発明の二段圧縮機は、冷媒を二段圧縮する圧縮機において、密閉容器の内底部に冷凍機油を貯蔵し、電動機と、前記電動機により往復駆動されるピストンとシリンダとをそれぞれ備えた低段圧縮部と高段圧縮部とを配置し、前記低段圧縮部の吐出側に接続された低段用吐出パイプから前記密閉容器内部に吐出された冷媒を前記高段圧縮部の吸込側に接続された高段用吸込パイプから吸込むものであり、前記高段用吸込パイプの開口部近傍に径外方向へ突出するフランジが設けられていることを特徴とする。 A two-stage compressor according to the present invention is a compressor that compresses a refrigerant in two stages, stores refrigerating machine oil at the inner bottom of a sealed container, and includes a motor, a piston that is reciprocated by the motor, and a cylinder. A high-stage compression section and a high-stage compression section are arranged, and the refrigerant discharged from the low-stage discharge pipe connected to the discharge side of the low-stage compression section to the inside of the sealed container is introduced to the suction side of the high-stage compression section. The high-stage suction pipe is sucked from the connected high-stage suction pipe, and a flange projecting radially outward is provided in the vicinity of the opening of the high-stage suction pipe.
本発明の二段圧縮機では、密閉容器内部の冷媒ガスを高段圧縮部に吸込れる高段用吸込パイプの開口部近傍に径外方向へ突出するフランジが設けられているので、高段用吸込パイプに付着した冷凍機油が該パイプを伝って開口部に達するのを防止して高段圧縮部に吸込まれるのを抑えることができる。 In the two-stage compressor of the present invention, a flange projecting radially outward is provided in the vicinity of the opening of the high-stage suction pipe that sucks the refrigerant gas inside the hermetic container into the high-stage compression section. Refrigerating machine oil adhering to the suction pipe can be prevented from reaching the opening through the pipe and suppressed from being sucked into the high-stage compression section.
本発明によれば、高段圧縮部への冷凍機油の吸込みを抑えて二段圧縮機から吐出される冷媒ガス量の低下を抑えることができるため、二段圧縮機の駆動効率を向上させることができ、冷蔵庫の低消費電力化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the reduction of the refrigerant gas discharged from the two-stage compressor by suppressing the intake of the refrigeration oil to the high-stage compressor, and thus improve the driving efficiency of the two-stage compressor. The power consumption of the refrigerator can be reduced.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施形態に係る二段圧縮機30の縦断面図であり、図2は同二段圧縮機30の平面断面図、図3は同二段圧縮機30の部分断面図、図4は同二段圧縮機30を用いた冷凍サイクル10の構成図、図5は同冷凍サイクル10を搭載した冷蔵庫1の概略縦断面図である。
1 is a longitudinal sectional view of a two-
本実施形態の冷蔵庫1は、図5に示すように、断熱箱体の内部に貯蔵空間を形成し、仕切壁により冷凍室や製氷室の冷凍空間2と、冷蔵室や野菜室の冷蔵空間3に、貯蔵空間を複数の温度帯に区分している。冷凍空間2と冷蔵空間3は、それぞれに設けられた冷凍用冷却器4、冷蔵用冷却器5および冷気循環ファン6,7によって所定温度に冷却保持されており、各冷却器4,5は、冷蔵庫1本体の背面下部の機械室8に設置された二段圧縮機30から供給される冷媒によって冷却される。
As shown in FIG. 5, the refrigerator 1 according to the present embodiment forms a storage space inside a heat insulating box, and a partition wall defines a
冷蔵庫1に用いられる冷凍サイクル10は、図4に示すように、圧縮機30、凝縮器12、冷媒流路の切換弁14、および並列に接続された冷凍用冷却器4、冷蔵用冷却器5を環状に連結接続している。凝縮器12で気化した冷媒は、切替弁14で分流されてそれぞれ減圧装置である毛細管16,18を経由して冷凍用冷却器4あるいは冷蔵用冷却器5に供給され、蒸発することで各冷却器4,5を冷却し、冷気ファン6,7によって冷気を循環させることで各貯蔵室を所定温度に冷却するものであり、蒸発気化した冷媒は、アキュムレータ20を介して再び圧縮機30に戻るように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
圧縮機30は、図1および図2に示すように、圧縮要素が低段圧縮部32と高段圧縮部34により構成されたレシプロ式二段圧縮機であり、内低部に冷凍機油31を貯蔵する密閉容器36の内底面に弾性支持部材37により防振状態で支持された電動機38が配置され、その上方に電動機38により往復駆動される一対のピストン40a,40bをそれぞれ摺動自在に収納するシリンダ42a,42bを備える低段圧縮部32と高段圧縮部34が配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
詳細には、電動機38の回転軸39の上端部に、その中心軸とは所定量偏心するように配された偏心軸41が一体に設けられており、回転軸39が回転することで偏心回転する偏心軸41により一対のコンロッド44a,44bを往復運動させるようになっている。このコンロッド44a,44bの先端には、それぞれボールジョイント46a,46bでピストン40a,40bが嵌め固定されており、シリンダ42a,42b内のピストン40a,40bが往復運動するようになっている。
More specifically, an
各シリンダ42a,42bの開口端は、弁板48a,48bによって閉塞されて圧縮室50a,50bが形成されており、その外側にはバルブカバー52a,52bが弁板48a,48bとの間に空間を形成するように覆っている。弁板48a,48bにおける圧縮室50a,50bと対向する部位には、吸込口54a,54bと吐出口56a,56bが設けられており、不図示の弁によって開閉される。バルブカバー52a,52bの内部空間は二分するように仕切られており、その一方空間は吸込口54a,54bに対向する吸込室58a,58bをなし、他方空間は吐出口56a,56bに対向する吐出室60a,60bとなっている。
The open ends of the
低段圧縮部32の吸込室58a、すなわち吸込側には密閉容器36の側面から外部へ延出する低段用吸込パイプ68が接続されており、その開口部にアキュムレータ20を介して冷凍用冷却器4と連結された吸込管22の端部が接続されている。
A low-
低段圧縮部32におけるシリンダ42aと弁板48aには、密閉容器36内部と吐出室60aに対して開口するように貫通孔61aが設けられ、密閉容器36側の開口部に該容器36内で終端する低段用吐出パイプ62が嵌入されることで、低段圧縮部32の吐出側に低段用吐出パイプ62が接続されている。一方、高段圧縮部34におけるシリンダ42bと弁板48bには、密閉容器36内部と吸込室58bに対して開口するように貫通孔61bが設けられ、密閉容器36側の開口部に該容器36内で終端する高段用吸込パイプ64が嵌入されることで、高段圧縮部34の吸込側に高段用吸込パイプ64が接続されている。このようにして、低段用吐出パイプ62から密閉容器36内部に吐出された冷媒ガスを高段用吸込パイプ64から吸込むようになっている。
A through-
低段用吐出パイプ62および高段用吸込パイプ64は、図1及び図3に示すように、略水平あるいは先端に行くほど上方に傾斜するように配されており、高段用吸込パイプ64の開口部64a近傍にはフランジ65が設けられている。詳細には、フランジ65は、開口部64a近傍おける外周面に径外方向へ突設されており、バルカナイズドファイバー等の絶縁体、好ましくはフッ素樹脂など適度な柔軟性を有する絶縁体からなる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the low-
高段圧縮部34の吐出室60b、すなわち吐出側には密閉容器36の側面から外部へ延出しする高段用吐出パイプ70が接続されており、その開口部に凝縮器12の入口側と連結された吐出管24の端部が接続されている。
A high-
冷蔵用冷却器5の出口側と接続された吸込管26は、密閉容器36の側面を貫通してその内部で終端する中間圧用吸込パイプ66と接続されることで、冷蔵用冷却器5で気化した冷媒ガスを密閉容器36の内部空間に導入するようになっている。
The
次に冷凍サイクル10の動作について説明する。
Next, the operation of the
電源投入されることで圧縮機30の電動機38の回転軸39が回転すると、コンロッド44a,44bによりピストン40a,40bはそれぞれシリンダー42a,42b内を往復運動する。そして、低段圧縮部32は、冷凍用冷却器4からアキュムレータ20、吸込管22、低圧用吸込パイプ68、吸込室58aを介して圧縮室50a内に冷媒ガスを吸込んだ後、中間圧まで圧縮して吐出室60a、低段用吐出パイプ62を介して密閉容器36内に吐出する。
When the
低段用吐出パイプ62から吐出された冷媒ガスは、中間圧用吸込パイプ66から密閉容器36内に流入する冷媒ガスと混合して、高段用吸込パイプ64から吸込室58bを介して高段圧縮部34の圧縮室50b内に吸込まれ、高圧まで圧縮される。高段圧縮部34で圧縮された冷媒ガスは、吐出室60b、高段用吐出パイプ70、吐出管24を通って凝縮器12に送られる。
The refrigerant gas discharged from the low-
凝縮器12において放熱して凝縮されて液状になった冷媒は、切替弁14によって
2つに分流され、一方は、冷凍空間2における冷却温度に即した蒸発温度(例えば−25℃)になるように設定した冷凍用毛細管16に流れて減圧され、冷凍用冷却器4に流入して蒸発した後、アキュムレータ20、吸込管22、低段用吸込パイプ68を経て圧縮機30に帰還し、再び低段圧縮部32に吸込まれる。凝縮器12からの他方の液状冷媒は、冷蔵空間3における冷却温度に即した蒸発温度(例えば−5℃)になるように設定した冷蔵用毛細管18に流れて減圧され、冷蔵用冷却器5に流入して蒸発した後、吸込管26、中間圧用吸込パイプ66を経て圧縮機30に帰還する。
The refrigerant that has been radiated in the
また、冷凍機油31は回転軸39の下端部から遠心力によって吸い上げられ、偏心軸41の上端部から遠心力によって飛散して、ピストン40a,40bとシリンダー42a,42bの摺動部やコンロッド44a,44bの摺動部を潤滑する。その際、高段用吸込パイプ64にも冷凍機油31が付着して該パイプ64の外周面を伝って開口部64aの方へ流れるが、開口部64a近傍に配設されたフランジ65により、その流れは遮られ開口部64aから冷凍機油31が流入するのを抑えることができる。
The refrigerating
このように上記した実施形態によれば、高段用吸込パイプ64の開口部64a近傍に径外方向へ突出するフランジ65が設けられているので、高段用吸込パイプ64に付着した冷凍機油31が該パイプ64を伝って開口部64aから吸込まれるのを防止することができ、そのため、冷凍サイクル10内を循環する冷媒ガスの循環量の低下を抑え、冷凍サイクル10の効率化を図ることができる。また、高段用吸込パイプ64を略水平あるいは先端に行くほど上方に傾斜するように配しているため、冷凍機油31が重力により高段用吸込パイプ64を伝って開口部64aの方へ流れるのを防止することができ、より効果的に開口部64aから冷凍機油31の吸込みを防止することができる。
Thus, according to the above-described embodiment, the
また、フランジ65がフッ素樹脂などの適度な柔軟性を有する絶縁体で構成されているため、二段圧縮機30駆動時の振動によりフランジ65が、周辺部品と接触することで生じる当たり音を防止するとともに、電動機38の固定子巻線やリード線等と接触しても漏電することがない。
In addition, since the
(第2の実施形態)
図6は、上記実施形態における高段用吸込パイプ64の第2の実施形態をしめしたものである。この実施形態では、先端に行くほど上方に傾斜するように配された高段用吸込パイプ64の開口部64aの口径が他の部分の内径より大きくなるように拡管しており、拡管した開口部64aは、細い金属線で編織された目の細かいネット状のデミスタ67により閉塞されている。このように開口部64aをデミスタ67で覆うことにより、冷凍機油31がデミスタ67によって捕獲されて高段圧縮部34へ流入するのを防止することができる。また、高段用吸込パイプ64の開口部64aを拡管させることにより、吸込む冷媒ガスの流速を遅くしてデミスタ67での冷凍機油31の捕獲能力を向上させるとともに、開口部64aをデミスタ67で覆うことによる冷媒ガスの吸込量の低下を防ぐことができる。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows a second embodiment of the high-
本発明は、冷媒循環量の低下を抑えた二段圧縮式冷凍サイクル構成によりサイクル効率を向上した冷蔵庫に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the refrigerator which improved cycle efficiency by the two-stage compression refrigerating cycle structure which suppressed the fall of the refrigerant | coolant circulation amount.
1…冷蔵庫 4…冷凍用冷却器
5…冷蔵用冷却器 10…冷凍サイクル
12…凝縮器 14…切換弁
16、18…毛細管(減圧装置) 30…二段圧縮機
31…冷凍機油 32…低段圧縮部
34…高段圧縮部 36…密閉容器
38…電動機 40a、40b…ピストン
42a、42b…シリンダ 62…低段用吐出パイプ
64…高段用吸込パイプ 64a…開口部
65…フランジ 66…中間圧用吸込パイプ
67…デミスタ 68…低段用吸込パイプ
70…高段用吐出パイプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Refrigerator 4 ...
Claims (6)
密閉容器の内底部に冷凍機油を貯蔵し、電動機と、前記電動機により往復駆動されるピストンとシリンダとをそれぞれ備えた低段圧縮部と高段圧縮部とを配置し、
前記低段圧縮部の吐出側に接続された低段用吐出パイプから前記密閉容器内部に吐出された冷媒を前記高段圧縮部の吸込側に接続された高段用吸込パイプから吸込むものであり、
前記高段用吸込パイプの開口部近傍に径外方向へ突出するフランジが設けられていることを特徴とする二段圧縮機。 In the compressor that compresses the refrigerant in two stages,
Refrigerating machine oil is stored in the inner bottom portion of the sealed container, an electric motor, and a low-stage compression section and a high-stage compression section each provided with a piston and a cylinder that are reciprocally driven by the electric motor,
The refrigerant discharged into the sealed container from the low-stage discharge pipe connected to the discharge side of the low-stage compression section is sucked from the high-stage suction pipe connected to the suction side of the high-stage compression section. ,
A two-stage compressor characterized in that a flange projecting radially outward is provided in the vicinity of the opening of the high-stage suction pipe.
密閉容器の内底部に冷凍機油を貯蔵し、電動機と、前記電動機により往復駆動されるピストンとシリンダとをそれぞれ備えた低段圧縮部と高段圧縮部とを配置し、
前記低段圧縮部の吐出側に接続された低段用吐出パイプから前記密閉容器内部に吐出された冷媒を前記高段圧縮部の吸込側に接続された高段用吸込パイプから吸込むものであり、
前記高段用吸込パイプは、開口部の口径が他の部分の内径より大きくなるように拡管し、該開口部を閉塞するデミスタを有することを特徴とする二段圧縮機。 In the compressor that compresses the refrigerant in two stages,
Refrigerating machine oil is stored in the inner bottom portion of the sealed container, an electric motor, and a low-stage compression section and a high-stage compression section each provided with a piston and a cylinder that are reciprocally driven by the electric motor,
The refrigerant discharged into the sealed container from the low-stage discharge pipe connected to the discharge side of the low-stage compression section is sucked from the high-stage suction pipe connected to the suction side of the high-stage compression section. ,
The high-stage suction pipe has a demister that has a demister that is expanded so that the diameter of the opening is larger than the inner diameter of the other part and closes the opening.
前記冷凍用冷却器の出口側を前記低段圧縮部の吸込側に接続された低段用吸込パイプと接続し、前記冷凍用冷却器から流出した冷媒ガスを前記低段用吸込パイプに吸い込ませ、前記冷蔵用冷却器の出口側を前記密閉容器内部と連通する中間圧用吸込パイプと接続し、前記冷蔵用冷却器から流出した冷媒ガスを前記低段用吐出パイプから吐出された冷媒ガスとともに前記高段用吸込パイプに吸い込ませて圧縮し前記高段用吐出パイプから吐出するようにした冷蔵庫。 The two-stage compressor according to any one of claims 1 to 5, a condenser connected to a high-stage discharge pipe connected to a discharge side of the high-stage compression unit, and an outlet side of the condenser. A refrigeration cooler and a refrigeration cooler connected from the switching valve via a pressure reducing device,
The outlet side of the refrigeration cooler is connected to a lower stage suction pipe connected to the suction side of the lower stage compression section, and the refrigerant gas flowing out of the refrigeration cooler is sucked into the lower stage suction pipe. The outlet side of the refrigeration cooler is connected to a suction pipe for intermediate pressure communicating with the inside of the sealed container, and the refrigerant gas flowing out of the refrigeration cooler is combined with the refrigerant gas discharged from the low-stage discharge pipe A refrigerator that is sucked into a high-stage suction pipe, compressed, and discharged from the high-stage discharge pipe.
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