JP2007218126A

JP2007218126A - 密閉型電動圧縮機

Info

Publication number: JP2007218126A
Application number: JP2006037446A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Takeuchi; 義治竹内; Tadashi Nagata; 忠永田; Mamoru Ono; 守大野; Yasushi Aeba; 靖饗場
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】高圧冷媒ガスを使用する縦置き型の密閉型電動圧縮機において、密閉容器の耐圧力性能と冷凍機油の貯留量を維持しつつ、密閉容器の寸法を圧縮機の軸方向に小型化した密閉型電動圧縮機を提供する。
【解決手段】密閉容器の底部の構造を密閉容器の胴体部の部材肉厚より薄い肉厚の材料を用いてその形状を略円筒形状として、その内側にリブ状の補強部材を配している。また、密閉容器の胴体部材の肉厚と比較して薄い肉厚の材料に同心円状の起伏を構成した端部部材を密閉容器の胴体部材の下部に取り付けている。これにより、容器の耐圧力性能を維持しながら冷凍機油溜めの空間容積を大幅に増やし、かつ密閉容器の寸法を圧縮機軸方向に短く出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は冷暖房の空調装置や冷凍装置あるいは乾燥機などに用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。

この種のいわゆる密閉型電動圧縮機においては、空調冷凍機器の小型化、薄型化に向けた商品開発の進行に伴い、冷凍システムを構成する基幹部品である圧縮機についても小型化に向けた技術開発の要請が高まっている。この要請に対応するために、例えば冷媒ガスの圧縮室の容積が従来のものより小さな圧縮機構部を持つ圧縮機を採用する事で圧縮機の径方向寸法と軸方向寸法を共に小型化して、この圧縮機の駆動技術と運転時の騒音を低下する技術に改良を加え、従来のものに比べて小型の圧縮機を高速運転するという方法で要求される冷凍能力も同時に満足させるという工夫がなされている。しかし、更なる小型化技術の開発要請に伴い、圧縮機の軸方向の寸法についても一段と短くする工夫が求められているが、密閉型圧縮機を縦置き型で構成する場合には、冷凍機油は圧縮機の底部に溜められる事になるので、圧縮機の軸方向の長さを要求に応じて短く設定すると圧縮機構部と密閉容器の底との間の容積が従来技術のものより少なくなってしまう。このため場合によっては冷凍機油溜まりの中に圧縮機構部が浸かってしまう。

この時、圧縮機構部内に設けられた冷媒ガスの圧縮室が冷凍機油溜まりの中に浸かってしまうと冷媒ガスの圧縮作用に弊害を生じ、最終的には冷凍サイクルの冷凍能力の低下に至るので、密閉容器の軸方向寸法を短くする場合には冷凍機油の貯留に必要な容積の確保を両立する技術が要求されていた。

特に、使用する冷媒ガスが二酸化炭素ガスやこれに類する冷媒のように、圧縮時に冷媒ガスの圧力がフロンのような従来タイプの冷媒に比べて高圧となる、いわゆる高圧冷媒ガスである場合には、そのガス圧に耐えられるように密閉容器の耐圧強度を従来に比べて大幅に向上させなければならないという、圧縮機の小型化とは別の課題があり、この課題を端的に解決するために密閉容器を構成する部材の肉厚寸法を大きくして、圧縮機軸方向の密閉容器の端部の形状も略球面形状に構成されている。

しかしこの事は、冷凍機油溜まりの容積を確保して圧縮機の軸方向寸法を短くすると言う観点での圧縮機の小型化技術の実現にとっては大きな阻害要因となっている。

これに関連する技術として冷凍機油溜まり内の冷凍機油の液面を制御するための検知技術についての発明が、例えば特許文献１に開示されている。また、同じく冷凍機油の液面が変動して圧縮機構部が冷凍機油に浸かった場合の油の吹き上げ対策と電動圧縮機からの冷凍機油の吐出を防ぐ技術が特許文献２に開示されている。いずれも本発明の関連技術について述べたものであり、本発明で課題としている内容を解決する技術の開示は見当たらない。今後、高圧冷媒ガスを使用する場合の密閉型電動圧縮機において、密閉容器の耐圧力性能を維持する一方でその小型化を図る技術については徐々に解決策が提示されるようになるものと思われる。
特開２００５−２９９４９１号公報特開２００５−２９９４６２号公報

本発明では、高圧冷媒ガスを使用する縦置き型の密閉型電動圧縮機において、密閉容器
の耐圧力性能を維持する一方で、冷凍機油溜まりの容積を確保しつつ圧縮機軸方向での密閉容器の寸法を短く小型化した密閉型電動圧縮機を提供する。

前記課題を解決するために本発明の密閉型電動圧縮機では、縦置き型密閉容器の底部の容器構造を密閉容器胴体の部材の肉厚より薄い肉厚の材料を用いてその形状を略円筒形状として、その内側にリブ状の補強部材を配している。さらに、密閉容器胴体の部材の肉厚と比較して薄い肉厚の材料に同心円状の起伏を構成した補強部材を密閉容器の胴体の下部に取り付けている。

これらの手段により、部材の肉厚が大きく、略球面形状をした従来の密閉容器の底部の構造に比べて冷凍機油を溜める容積を大幅に増やす事で、最終的には密閉容器の圧縮機軸方向の寸法が短く構成出来る。

本発明の密閉型電動圧縮機では、縦置き型密閉容器の耐圧強度を維持したまま密閉容器の底部の容積を従来技術に比べて大幅に増大させる事が出来る。このため必要量の冷凍機油を容器底部に溜めた後、容器の寸法を圧縮機軸方向に短くする事が出来るので、圧縮機の小型化を促進出来る。

第１の発明は、密閉容器内には冷媒ガスの圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、冷媒ガスには二酸化炭素およびこれに類する高圧タイプの冷媒を用いた縦置き型電動圧縮機において、密閉容器の底部の構造は、密閉容器胴体の部材の肉厚より薄い肉厚の材料を用い、さらにその形状を略円筒形状として、その内側にリブ状の補強部材を配しているので密閉容器の耐圧強度を維持すると同時に容器の底部の容積を従来技術に比べて大幅に増大させる事が出来る。このため必要量の冷凍機油を容器の底部に溜めた後に容器の寸法を圧縮機軸方向に短く出来るので、圧縮機の小型化を図る事が出来る。

第２の発明は、前記リブ状の補強部材は略正方形の形状に構成したものを２組以上配置し、その配置の角度位相が電動圧縮機の軸を中心に相互にずれているので密閉容器の内側円周方向に略三角構造の補強部材が配列される事になり、密閉容器の底部の容積を従来技術に比べて大幅に増やすと同時に容器の耐圧力性能をより確実に確保出来る。

第３の発明は、前記リブ状の補強部材は同心円状の起伏を構成した略円盤状の部材を密閉容器の底部に一体的に取り付けて構成しているので、密閉容器の底部の容積を従来技術に比べて大幅に増やすと同時に容器の耐圧力性能を比較的簡易な構造で確保出来る。

第４の発明は、前記リブ状の補強部材は同心円状の起伏を構成した部材を密閉容器の底部の外側に一体的に取り付けて構成している。このため密閉容器の底部の容積を従来技術に比べて大幅に増やすと同時に容器の耐圧力性能を比較的簡易な構造で確保出来、併せて組立の作業性も改善する事が出来る。

第５の発明は、密閉容器内には冷媒ガスの圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、冷媒ガスには二酸化炭素およびこれに類する高圧タイプの冷媒を用いた縦置き型電動圧縮機において、密閉容器胴体の部材の肉厚より薄い肉厚の材料に同心円状の起伏を構成したものを密閉容器胴体の下部に取り付けているので、密閉容器の耐圧強度を比較的簡易な構造で確保できると同時に底部の容積を従来技術に比べて大幅に増大させる事が出来る。このため必要量
の冷凍機油を容器の底部に溜めた後に密閉容器の寸法を圧縮機軸方向に短く出来るので、圧縮機の小型化を図る事が出来る。

（実施の形態１）
本発明における第１の発明と第２の発明による実施の形態の例を図１に、第２の発明によるリブ状の補強部材の形状とその配置を図２に示す。

図１は本発明による密閉型電動圧縮機の密閉容器の内部構造を示す縦部分断面図であり、図２は図１のリブ状の補強部材を密閉容器内に配置した状態を示す平面図である。また、比較のために従来技術による密閉型電動圧縮機の内部構造を示す縦部分断面図を図６に例示する。

先ず、従来の技術について図６を基に説明する。冷凍空調サイクル（図示せず）から電動圧縮機へ戻って来た冷媒は圧縮機内部の圧縮機構部１１へ導かれる。圧縮機構部１１には電動機部１２の回転運動がクランクシャフト１３を介して伝達され、気化した冷媒は圧縮された後に圧縮機構部１１から密閉容器１の内部に高圧ガスとなって放出された後に冷凍空調サイクルへ戻される。

この、高圧の冷媒ガスが密閉容器１に及ぼす圧力に対抗するために、容器は高耐圧力仕様でなければならず、密閉容器１を構成する部材は従来技術では鉄系材料で中実構造としてその肉厚を十分大きくした構成となる。更に、密閉容器胴体部１ａの両端に胴体部と一体的に取り付けられる部材も鉄系材料で中実構造としてその肉厚を十分大きくした構成となり、その形状は高圧力に耐え得るように略球面形状となる。

このため、電動圧縮機を縦置き型に配置した場合にはこの密閉容器内部で底となる下端部の端部部材１５に冷凍機油を貯留できる容積が少なくなる。すなわち、端部部材１５の形状が略球面形状であるため、これが略円筒形状の場合に比べてその容積は略略半分になり、部材の肉厚が大きい分、肉厚が薄い場合に比べて容積の大小に及ぼす影響は無視できない量になる。

この電動圧縮機を軸方向に寸法を縮小する場合、冷凍機油溜め３の空間容積が従来技術ではもともと少ないため、圧縮機構部１１が密閉容器の端部部材１５に少し近づくだけでも冷凍機油が圧縮機構部１１を越えて電動機部１２の端部付近にまで至る事になる。すなわち、圧縮機構部が冷凍機油溜め３の冷凍機油に浸かってしまうので、圧縮機構部１１内部の圧縮室にまで冷凍機油が侵入し、冷媒ガスの圧縮作用の障害となる。

これに対して本発明では、図１に示すように、密閉容器１の端部部材１ｂは密閉容器胴体部１ａと比べて薄肉材料で略円筒形状に構成され、端部部材１ｂの内側にはリブ状の補強部材２ａが取り付けられている。また、補強部材２ａで冷凍機油溜め３が仕切られて冷凍機油の移動に支障が生じないように、補強部材２ａには連通口４が設けられている。

これにより、高圧タイプの冷媒ガスの使用に際して要求される密閉容器の耐圧力性能を端部部材１ｂは維持しながら、冷凍機油溜め３の空間容積を従来技術に比べて大幅に増加させている。冷凍サイクル中で必要とする冷凍機油の従来の容積に対して冷凍機油溜め３の空間容積が増えるので、この増えた容積を消費するまで電動圧縮機の軸方向寸法を縮める事が出来るので、電動圧縮機を小型化できる。

また、図２の実施例ではリブ状の補強部材２ｂは、圧縮機の軸を中心として２組の略正方形の部材を相互に４５度の角度位相でずらせて端部部材１ｂ内に配置している。これにより端部部材１ｂの内周を補強部材が三角形の形状で並ぶので、密閉容器の耐圧力性能が
確実になる。なお、圧縮機構部１１に連なる電動圧縮機の部品は図２の中央部８角形の空間部分にはまり込むので組立における支障はない。また、補強部材２ｂには連通口４が設けられている事は言うまでもない。

（実施の形態２）
本発明における第１と第３の発明による実施の形態の例を図３に示す。図３は本発明による密閉型電動圧縮機の密閉容器の内部構造を示す縦部分断面図である。この実施の形態では、密閉容器１の端部部材１ｃは密閉容器の胴体部１ａの部材肉厚と比べて薄肉材料で略円筒形状に構成され、端部部材１ｃの底部にはリブ状の補強部材２ｃが取り付けられている。補強部材２ｃは略円盤形状であり、同心円状に起伏が構成されている。また、この補強部材２ｃを端部部材１ｃに取り付けた時に、冷凍機油溜め３の冷凍機油の移動に支障が生じないように連通口４が設けられている。

端部部材１ｃの高さ方向寸法を短く構成して厚肉部材の密閉容器の胴体部１ａに一体的に取り付ける事により高圧冷媒ガス使用時の端部部材１ｃの耐圧力性能は補強部材２ｃによる強度の補強と相俟って十分なものとなる。そして実施の形態１と同様に、冷凍機油ため３の空間容積が従来技術に比べて増加した分を消費するまで電動圧縮機の軸方向寸法を短くして電動圧縮機の小型化が図れる。

（実施の形態３）
本発明における第１と第４の発明による実施の形態の例を図４に示す。図４は本発明による密閉型電動圧縮機の密閉容器の内部構造を示す縦部分断面図である。この実施の形態では、密閉容器１の端部部材１ｃに取り付けるリブ状の補強部材２ｄを電動圧縮機の台座５に付加的に構成し、これを端部部材１ｃに密閉容器の外側から一体的に取り付けた構成としており、実施の形態２と同様の効果を得る。

（実施の形態４）
本発明における第５の発明による実施の形態の例を図５に示す。図５は本発明による密閉型電動圧縮機の密閉容器の内部構造を示す縦部分断面図である。この実施の形態では、密閉容器１の端部部材１ｄは密閉容器の胴体部１ａの部材肉厚と比べて薄肉材料で略円筒形状に構成され、端部部材１ｂの底部には部材の強度を向上させるために同心円状の起伏が構成されている。

端部部材１ｄの高さ方向寸法を短く構成して厚肉部材の密閉容器の胴体部１ａに一体的に取り付ける事により高圧冷媒ガス使用時の端部部材１ｄの耐圧力性能は同心円状の起伏の効果による強度の補強と相俟って十分なものとなる。さらに、端部部材１ｄに取り付ける別部品の補強部材が省けるので電動圧縮機の組立性も改善される。そして実施の形態１と同様に、冷凍機油溜め３の空間容積が従来技術に比べて増加した分を消費するまで電動圧縮機の軸方向寸法を短くして電動圧縮機の小型化が図れる。

以上のように本発明による縦置き型の密閉型電動圧縮機では、高圧冷媒ガスの使用により要求される密閉容器の耐圧力強度の性能を維持したままで容器底部の容積を従来技術より大幅に増大できるので、冷凍機油溜まりとして必要な容積を確保した後に圧縮機軸方向に密閉容器の寸法を短くする事が出来るの。このため密閉型電動圧縮機の小型化を促進する事ができる。

本発明第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図本発明第１と第２の実施の形態における密閉型電動圧縮機の密閉容器底部の平面図本発明第１と第３の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図本発明第１と第４の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図本発明による第５の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図従来の密閉型電動圧縮機の例を示す縦部分断面図

符号の説明

１密閉容器
１ａ密閉容器の胴体部
１ｂ、１ｃ、１ｄ密閉容器の端部部材
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ補強部材
３冷凍機油溜め部
４連通口
５取付け台座
１１圧縮機構部
１２電動機部
１３シャフト
１４取付け脚
１５密閉容器の端部部材

Claims

密閉容器内に冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動させる電動機部と、前記電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトとを備え、前記冷媒ガスには二酸化炭素およびこれに類する高圧タイプの冷媒を用いた縦置き型電動圧縮機であって、密閉容器の底部の構造は、密閉容器胴体部の部材の肉厚に対して薄肉部材であって、その形状は略円筒形状として、その内側にリブ状の補強部材を配した事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
リブ状の補強部材は略正方形の形状に構成したものを２組以上配置し、その配置の角度位相が電動圧縮機の軸を中心に相互にずれている事を特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
リブ状の補強部材は同心円状の起伏を構成した略円盤状の部材を密閉容器の底部に一体的に取り付けたものである事を特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
リブ状の補強部材は同心円状の起伏を構成した部材を密閉容器の底部の外側に一体的に取り付けたものである事を特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
密閉容器内には冷媒ガスの圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、冷媒ガスには二酸化炭素およびこれに類する高圧タイプの冷媒を用いた縦置き型電動圧縮機において、密閉容器胴体の部材の肉厚と比較して薄肉の材料に同心円状の起伏を構成した部材を密閉容器胴体の端部に取り付けた事を特徴とする密閉型電動圧縮機。