JP2013194535A

JP2013194535A - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP2013194535A
Application number: JP2012059763A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Hayashi; 康司林
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】密閉型圧縮機内部の温度上昇により、体積効率、モータ効率が低下すると共に。摺動部の油膜厚さが減少することで耐久性が低下していた。
【解決手段】密閉容器内に弾性支持される圧縮要素を収容し、前記密閉容器内で連通する吐出管を有し、前記圧縮要素と内部吐出管を接続するディスチャージラインとを備え、前記圧縮要素よりも前記密閉容器に近い側に吐出チャンバーを設けることで、シリンダの温度を低下させ、吸入する冷媒ガスの温度を低下させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭用電気冷凍冷蔵庫やショーケースなどに使用される密閉型圧縮機に関し、特に密閉型圧縮機の吐出チャンバーに関するものである。

近年、地球環境保護に対する要求はますます強まってきており、冷蔵庫やその他の冷凍サイクル装置などにおいても、特に高効率化が強く要望されている。

従来、この種の密閉型圧縮機としては、圧縮要素に隣接した吐出チャンバー備えたもの（例えば、特許文献１参照）がある。

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。

図３は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の水平断面図、図４は、同特許文献に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。

図３から図４に示すように、従来の密閉型圧縮機は、吐出管１を備えた密閉容器３の底部に冷凍機油５を貯留するとともに冷媒ガス７が充填され、圧縮機本体９がサスペンションスプリング１１によって、密閉容器３に対して弾性的に支持されている。

圧縮機本体９は、電動要素１３と、電動要素１３の上方に配設される圧縮要素１５とを備え、電動要素１３は、ステータ１７およびロータ１９を有している。

圧縮要素１５は、偏心軸２１と主軸２３とを備えたクランクシャフト２５と、圧縮室２７を形成するシリンダ２９を一体に形成したブロック３１と、ピストン３３と、シリンダ２９の端面を封止するバルブプレート３５に備えられた吐出孔（図示せず）を開閉する吐出バルブ（図示せず）と偏心軸２１とピストン３３とを連結するコンロッド３７を備えている。

さらに、ブロック３１には、吐出チャンバー３９が備えられおり、吐出管１と吐出チャンバー３９はディスチャージライン４１によって接続されている。

以上のように構成された特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。

まず、密閉型圧縮機は、ステータ１７に電流を流して磁界を発生させ、主軸２３に固定されたロータ１９を回転させることで、クランクシャフト２５が回転し、偏心軸２１に回転自在に取り付けられたコンロッド３７を介して、ピストン３３がシリンダ２９内を往復運動する。

そして、このピストン３３の往復運動により、冷媒ガス７は圧縮室２７への吸入と圧縮を経て、一旦、吐出チャンバー３９の空間に導かれ、その後、ディスチャージライン４１、吐出管１へと排出され、冷凍サイクル（図示せず）への吐出が繰り返される。

特開２０１０−２６５７５５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の構成では、吐出チャンバー３９内に高温の冷媒ガス７を滞留させているため、シリンダ２９の温度を上昇させ、吸入する冷媒ガス７の温度を上昇させることにより、体積効率を悪化させるという課題を有していた。

さらに、密閉容器３内部の温度を上昇させることで、電動要素１３の巻線抵抗が増大しモータ効率が低下するため、密閉型圧縮機の効率を低下させるという課題を有していた。

また、密閉容器３内部の温度を上昇させることで、冷凍機油５の温度が上昇するため冷凍機油の粘度が低下し、その結果、クランクシャフト２５、ピストン３３、コンロッド３７などの摺動部に発生する油膜厚さが減少するため、耐久性を低下させるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、効率が高く、耐久性の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

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、密閉容器内に弾性支持される圧縮要素を収容し、前記密閉容器内で連通する吐出管を有し、前記圧縮要素と前記吐出管を接続するディスチャージラインとを備え、前記圧縮要素よりも前記密閉容器に近い箇所に吐出チャンバーを設けたものである。

これにより、高温となる吐出チャンバーの熱がシリンダに伝達することを抑制し、シリンダの温度を低下させ、吸入する冷媒ガスの温度を低下させることができる。

さらに、冷媒ガスの温度を低減することにより、電動要素の巻線抵抗を低く抑えることでモータ効率が改善できる。

また、冷凍機油の温度上昇による冷凍機油の粘度低下を防ぐことができるので、粘度低下によって摺動部に発生する油膜厚さの低下を防ぎ、耐久性を高めることができる。

本発明の密閉型圧縮機は、圧縮機の効率を向上させた上で、信頼性を向上させることができ、省エネルギーで耐久性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

本発明の実施の形態における密閉型圧縮機の水平断面図本発明の実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の水平断面図特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図

第１の発明は、本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に弾性支持される圧縮要素を収容し、前記密閉容器内で連通する吐出管を有し、前記圧縮要素と前記吐出管を接続するディスチャージラインとを備え、前記圧縮要素よりも前記密閉容器に近い箇所に吐出チャンバーを設けたものである。

これにより、高温となる吐出チャンバーの熱がシリンダに伝達することを抑制し、シリンダの温度を低下させ、吸入する冷媒ガスの温度を低下させることができ、圧縮機の圧縮効率を向上させることが可能となる。

第２の発明は、吐出チャンバーには外部と連通する外部吐出管が設けられ、前記外部吐出管は前記吐出チャンバーの下部に設けられることで、吐出チャンバー内に冷凍機油が滞留することを防止し、吐出した冷媒ガスの脈動が増大し騒音が悪化することを防止し、密閉容器内の冷凍機油の量が低下することを防止することで、耐久性を高めることができる。

第３の発明は、外部吐出管は、前記吐出チャンバー側端部の外径をシステム側端部の外径よりも小さくしたことにより、システムに吐出される前に断面積比を大きく取れるため、吐出したシステム中の冷媒ガスの脈動が増大し騒音が悪化することを防止することができる。

第４の発明は、吐出チャンバーには、複数のフィンが設けられているため、吐出チャンバー内の冷媒ガスの温度を低下させるため、十分な凝縮温度を確保しフラッシュガスの発生を防止し、システム効率を向上させることができる。

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。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における密閉型圧縮機の水平断面図、図２は、同実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。

図１から図２において、本発明の実施の形態における密閉型圧縮機は、吐出管１０１を備えた密閉容器１０３の底部に冷凍機油１０５を貯留するとともに冷媒ガス１０７として例えば地球温暖化係数の低い炭化水素系のＲ６００ａなどが充填され、圧縮機本体１０９がサスペンションスプリング１１１によって、密閉容器１０３に対して弾性的に支持されている。

圧縮機本体１０９は、電動要素１１３と、電動要素１１３の上方に配設される圧縮要素１１５とを備え、電動要素１１３は、ステータ１１７およびロータ１１９を有している。

圧縮要素１１５は、偏心軸１２１と主軸１２３とを備えたクランクシャフト１２５と、圧縮室１２７を形成するシリンダ１２９を一体に形成したブロック１３１と、ピストン１３３と、シリンダ１２９の端面を封止するバルブプレート１３５に備えられた吐出孔（図示せず）を開閉する吐出バルブ（図示せず）と偏心軸１２１とピストン１３３とを連結するコンロッド１３７を備えている。

バルブプレート１３５にはシリンダヘッド１４１が備えられており、吐出管１０１とシリンダヘッド１４１はディスチャージライン１４３によって接続されている。

さらに、密閉容器１０３には吐出管１０１が開放される位置にフィン１４４を備えた吐出チャンバー１４５が設けられている。吐出チャンバー１４５の下部には、外部吐出管１４７が備えられ、外部吐出管１４７は吐出チャンバー１４５側端部外径がシステム（図示せず）側端部外径よりも小さくした縮管部１４９を設けている。

また、圧縮要素１１５よりも密閉容器１０３に近い箇所に吐出チャンバーを設けたものの一例として、密閉容器１０３の外側に吐出チャンバー１４５を備えた構成である。

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。

まず、密閉型圧縮機は、ステータ１１７に電流を流して磁界を発生させ、主軸１２３に固定されたロータ１１９を回転させることで、クランクシャフト１２５が回転し、偏心軸１２１に回転自在に取り付けられたコンロッド１３７を介して、ピストン１３３がシリンダ１２９内を往復運動する。

そして、このピストン１３３の往復運動により、冷媒ガス１０７は圧縮室１２７への吸入と圧縮を経て、一旦、シリンダヘッド１４１の空間に導かれ、その後、ディスチャージライン１４３、吐出管１０１へと排出され、吐出チャンバー１４５の空間に開放されることで脈動を低減し、外部吐出管１４７を経て冷凍サイクル（図示せず）への吐出が繰り返される。

ここで、本実施の形態の吐出チャンバー１４５は圧縮要素１１５と隣接せずに密閉容器１０３に隣接して設けることで、吐出チャンバーの高温がシリンダ１２９に熱伝達することを抑制し、シリンダ１２９の温度上昇を抑制し、吸入する冷媒ガス１０７の温度を低下させることができる。

このように吸入する冷媒ガス１０７の温度を低下させることで、圧縮機の圧縮効率の中でも体積効率を向上させることができ、密閉型圧縮機の高効率化を図ることが可能となる。

また、吐出チャンバー１４５の高温がシリンダ１２９に伝わることを抑制することで、密閉容器１０３内部の温度を低減し、電動要素１１３の温度についても低下させることができる。

電動要素１１３の温度が低下することにより、電動要素１１３の巻線抵抗が低く抑えられるため、モータ効率が改善でき、さらなる高効率化を実現することが可能となる。

さらに、吐出チャンバー１４５の高温が密閉容器１０３の底部に貯留された冷凍機油に伝達することを防ぐことで、冷凍機油の温度上昇を抑制し、高温による冷凍機油の粘度低下を防ぐことで、摺動部に発生する油膜厚さを増大させることができ、圧縮機の耐久性を高めることができる。

さらに、本実施の形態では、圧縮要素１１５よりも密閉容器１０３に近い箇所に吐出チャンバーを設ける構成の中でも、さらに密閉容器１０３の外側に吐出チャンバー１４５を備えることで、吐出チャンバー１４５が密閉容器１０３の外部と熱交換することができ、密閉容器１０３の内部と熱交換することを低減することで、密閉容器１０３の内部側に吐出チャンバー１４５を設ける場合よりも、さらに密閉容器１０３内への熱影響を抑えることが可能となる。

また、吐出チャンバー１４５にはシステム（図示せず）と連通する外部吐出管１４７が
下部に設けられることで、吐出チャンバー１４５内に冷媒ガス１０７と共に排出される冷凍機油１０５が滞留することを防止し、吐出した冷媒ガスの脈動が増大し騒音が悪化することを防止することで、密閉容器１０３内の冷凍機油１０５の量が低下することを防止し、耐久性を高めることができる。

また、外部吐出管１４７は、吐出チャンバー１４５側端部の外径をシステム（図示せず）側端部の外径よりも小さくした縮管部１４９を有しているため、システムに吐出される前に断面積比を大きく取れるため、吐出した冷媒ガス１０７の脈動が増大することを防止することができ、システム（図示せず）の騒音悪化を防止することができる。

さらに、吐出チャンバー１４５には、複数のフィン１４４が設けられているため、外部との熱交換が行われ、吐出チャンバー１４５内の冷媒ガス１０７の温度を低下させ、十分な凝縮温度を確保しフラッシュガスの発生を防止し、システム（図示せず）の効率を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、冷却システムの性能を安定させ、効率を向上できるので、家庭用電気冷蔵庫に限らず、エアーコンディショナー、自動販売機やその他の冷凍装置などに広く適用できる。

１０１吐出管
１０３密閉容器
１１３電動要素
１１５圧縮要素
１４３ディスチャージライン
１４４フィン
１４５吐出チャンバー
１４７外部吐出管

Claims

密閉容器内に弾性支持される圧縮要素と、前記圧縮要素と連通する吐出管と、前記圧縮要素と前記吐出管を接続するディスチャージラインとを備え、前記圧縮要素よりも前記密閉容器に近い箇所に吐出チャンバーを設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
吐出チャンバーには外部と連通する外部吐出管が設けられ、前記外部吐出管は前記吐出チャンバーの下部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
外部吐出管は、前記吐出チャンバー側端部の外径をシステム側端部の外径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１から２のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
吐出チャンバーには、複数のフィンが設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。