JP2015025363A - Hermetic compressor and refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密閉型圧縮機および密閉型圧縮機を用いた家庭用冷凍冷蔵庫やショーケース等の冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a hermetic compressor and a refrigeration apparatus such as a domestic refrigerator-freezer and a showcase using the hermetic compressor.
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、家庭用冷凍冷蔵庫やその他の冷凍装置に使用される密閉型圧縮機においても高効率化が強く要望されている。 In recent years, the demand for protection of the global environment has been increasing, and there is a strong demand for higher efficiency in hermetic compressors used in household refrigerator-freezers and other refrigerators.
そのような中にあって、従来、この種の密閉型圧縮機の中には、シリンダボア内に収容したピストンの先端面を断熱材で被覆し圧縮室における断熱性を高めて高効率化を目指したものが見られる(例えば、特許文献1参照)。 Under such circumstances, conventionally, in this type of hermetic compressor, the front end surface of the piston accommodated in the cylinder bore is covered with a heat insulating material to improve the heat insulating property in the compression chamber and to increase the efficiency. (For example, see Patent Document 1).
図4は、特許文献1に記載された従来の密閉型圧縮機のシリンダボア内の縦断面図である。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view in the cylinder bore of the conventional hermetic compressor described in Patent Document 1.
図4に示すように、従来の密閉型圧縮機は、シリンダ11にシリンダボア18が貫設されている。シリンダボア18内にはピストン12が収容され、ピストン12はシリンダボア18の内壁面19と接し往復駆動する。ピストン12はシリンダボア18内に圧縮室17を区画し、ピストン12の圧縮室17側の先端面13には断熱材43が接着層44によって接着され、先端面13は断熱材43によって全て被覆されている。 As shown in FIG. 4, the conventional hermetic compressor has a cylinder bore 18 penetrating the cylinder 11. The piston 12 is accommodated in the cylinder bore 18, and the piston 12 is in contact with the inner wall surface 19 of the cylinder bore 18 and reciprocates. The piston 12 defines a compression chamber 17 in the cylinder bore 18, and a heat insulating material 43 is bonded to the front end surface 13 of the piston 12 on the compression chamber 17 side by an adhesive layer 44, and the front end surface 13 is entirely covered by the heat insulating material 43. Yes.
しかしながら、前記従来の構成では、ピストン12の先端面13は断熱性が向上するものの、断熱されていないシリンダボア18の内壁面19は圧縮室17内で圧縮され高温になった冷媒ガスの熱によって加熱され、シリンダボア18の内壁面19の温度が上昇する。 However, in the conventional configuration, the tip surface 13 of the piston 12 has improved heat insulation, but the inner wall surface 19 of the cylinder bore 18 that is not insulated is heated by the heat of the refrigerant gas compressed in the compression chamber 17 and heated to a high temperature. As a result, the temperature of the inner wall surface 19 of the cylinder bore 18 rises.
そのため、冷媒ガスが圧縮され吐出された後に、新たに圧縮室17内に吸入された低温の冷媒ガスがシリンダボア18の内壁面19から受熱し、体積効率が低下するという課題を有していた。 Therefore, after the refrigerant gas is compressed and discharged, the low-temperature refrigerant gas newly sucked into the compression chamber 17 receives heat from the inner wall surface 19 of the cylinder bore 18 and has a problem that the volume efficiency is lowered.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吸入された冷媒ガスがシリンダボアの内壁面から受熱し温度が上昇することを抑制して、体積効率の低下を防止し、効率の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and prevents the sucked refrigerant gas from receiving heat from the inner wall surface of the cylinder bore to increase the temperature to prevent a decrease in volumetric efficiency. An object is to provide a compressor.
前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、シリンダブロックのシリンダボアの内壁面を断熱層で形成したものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the hermetic compressor of the present invention is such that the inner wall surface of the cylinder bore of the cylinder block is formed of a heat insulating layer.
これによって、シリンダブロックのシリンダボアの内壁面は断熱層の存在によって熱伝導率が小さく、運転中、圧縮室内で圧縮され高温になった冷媒ガスによって加熱されにくく、シリンダボアの内壁面の温度上昇が抑制される。 As a result, the thermal conductivity of the inner wall surface of the cylinder bore of the cylinder block is small due to the presence of the heat insulation layer, and it is difficult to be heated by the refrigerant gas that has been compressed in the compression chamber and becomes hot during operation. Is done.
そのため、冷媒ガスを圧縮して吐出した後に新たに圧縮室内に吸入された低温の冷媒ガスがシリンダブロックのシリンダボアの内壁面に形成された断熱層から受熱しにくくなり、吸入された冷媒ガスの温度上昇を抑制し、体積効率を向上させることができる。 Therefore, it is difficult for the low-temperature refrigerant gas newly sucked into the compression chamber after compressing and discharging the refrigerant gas to receive heat from the heat insulating layer formed on the inner wall surface of the cylinder bore of the cylinder block, and the temperature of the sucked refrigerant gas The rise can be suppressed and the volumetric efficiency can be improved.
本発明の密閉型圧縮機は、吸入された冷媒ガスの温度上昇を抑制し、体積効率の低下を防止することができるので、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。 The hermetic compressor of the present invention can suppress an increase in the temperature of the sucked refrigerant gas and prevent a decrease in volumetric efficiency, so that the efficiency of the hermetic compressor can be improved.
第1の発明は、密閉容器内に、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は主軸および偏心軸から構成されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトの前記主軸を軸支する軸受部と円筒状に貫設されたシリンダボアとを有するシリンダブロックと、前記シリンダボア内で往復運動するピストンと、前記クランクシャフトの前記偏心軸と前記ピストンを連結する連結手段と、前記シリンダボアの端部に配置され、かつ前記ピストンとで圧縮室を形成するバルブプレートとを備え、前記シリンダボアの内壁面を断熱層で形成したものである。 According to a first aspect of the present invention, an electric element and a compression element driven by the electric element are accommodated in a sealed container. The compression element includes a main shaft and an eccentric shaft, and the main shaft of the crank shaft. A cylinder block having a bearing portion supporting the shaft and a cylinder bore penetrating in a cylindrical shape, a piston reciprocating in the cylinder bore, a connecting means for connecting the eccentric shaft of the crankshaft and the piston, A valve plate is disposed at an end of the cylinder bore and forms a compression chamber with the piston, and an inner wall surface of the cylinder bore is formed of a heat insulating layer.
これにより、シリンダブロックのシリンダボアの内壁面に設けた断熱層は熱伝導率が小さいため、運転中、圧縮室内で圧縮され高温になった冷媒ガスからの加熱を受けにくく、シリンダボアの内壁面の温度上昇が抑制される。そのため、冷媒ガスを圧縮して吐出した後に新たに圧縮室に吸入された低温の冷媒ガスがシリンダブロックのシリンダボアの内壁面に設けた断熱層から受熱しにくくなり、吸入された冷媒ガスの温度上昇を抑制し、体積効率を向上させることができるので、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。 As a result, the heat insulating layer provided on the inner wall surface of the cylinder bore of the cylinder block has a low thermal conductivity, so that it is difficult to receive heat from the refrigerant gas that has been compressed in the compression chamber and becomes hot during operation, and the temperature of the inner wall surface of the cylinder bore The rise is suppressed. For this reason, it is difficult for the low-temperature refrigerant gas newly sucked into the compression chamber after compressing and discharging the refrigerant gas to receive heat from the heat insulating layer provided on the inner wall surface of the cylinder bore of the cylinder block, and the temperature of the sucked refrigerant gas increases. Since the volume efficiency can be improved, the efficiency of the hermetic compressor can be improved.
第2の発明は、特に、第1の発明において、シリンダボアの内壁面の断熱層は、シリンダボアの内壁面を樹脂でコーティングすることにより形成したものである。 In the second invention, in particular, in the first invention, the heat insulating layer on the inner wall surface of the cylinder bore is formed by coating the inner wall surface of the cylinder bore with a resin.
これにより、シリンダボア内壁の形状を高精度に保ちながら、容易に断熱層を形成することとなり、生産性を向上させることができる。さらに、シリンダボアとピストンとの間の漏れや摺動による損失を抑制することができるので、密閉型圧縮機の効率をさらに向上することができる。 As a result, the heat insulating layer can be easily formed while maintaining the shape of the inner wall of the cylinder bore with high accuracy, and productivity can be improved. Furthermore, since the loss due to leakage or sliding between the cylinder bore and the piston can be suppressed, the efficiency of the hermetic compressor can be further improved.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、シリンダブロックのシリンダボアの周りの外表面を高熱輻射層で形成したものである。 In a third aspect of the invention, in particular, in the first or second aspect of the invention, the outer surface around the cylinder bore of the cylinder block is formed of a high thermal radiation layer.
これにより、シリンダボアの内壁面に形成された断熱層を介してシリンダボアの内壁面から伝わるわずかな熱により温度上昇したシリンダブロックの熱は、シリンダブロックの外表面の高熱輻射層から密閉容器内の冷媒ガスに容易に輻射熱として放出されるので、シリンダブロック及び断熱層の温度上昇をより抑制し、体積効率を向上させることができ、密閉型圧縮機の効率をさらに向上することができる。 As a result, the heat of the cylinder block, which has risen due to slight heat transmitted from the inner wall surface of the cylinder bore via the heat insulating layer formed on the inner wall surface of the cylinder bore, is transferred from the high heat radiation layer on the outer surface of the cylinder block to the refrigerant in the sealed container. Since it is easily released to the gas as radiant heat, the temperature rise of the cylinder block and the heat insulating layer can be further suppressed, the volumetric efficiency can be improved, and the efficiency of the hermetic compressor can be further improved.
第4の発明は、特に、第3の発明において、密閉容器の内壁面を高熱輻射層で形成したものである。 In a fourth aspect of the invention, in particular, in the third aspect of the invention, the inner wall surface of the sealed container is formed of a high heat radiation layer.
これにより、シリンダブロックから密閉容器内の冷媒ガスに放出した輻射熱を密閉容器の内壁面の高熱輻射層で反射することなく容易に吸収することができるので、密閉容器内の冷媒ガス、シリンダブロック及び断熱層の温度上昇をより抑制し、体積効率を向上させることができ、密閉型圧縮機の効率をさらに向上することができる。 Thus, the radiant heat released from the cylinder block to the refrigerant gas in the sealed container can be easily absorbed without being reflected by the high heat radiation layer on the inner wall surface of the sealed container, so that the refrigerant gas in the sealed container, the cylinder block, and The temperature rise of the heat insulation layer can be further suppressed, the volumetric efficiency can be improved, and the efficiency of the hermetic compressor can be further improved.
第5の発明は、特に、第4の発明において、密閉容器の外壁面を高熱輻射層で形成したものである。 In the fifth aspect of the invention, in particular, in the fourth aspect of the invention, the outer wall surface of the sealed container is formed of a high heat radiation layer.
これにより、密閉容器の内壁面が吸収した熱を外壁面に形成された高熱輻射層により密閉容器外に放出することができるので、密閉容器、密閉容器内の冷媒ガス、シリンダブロック及び断熱層の温度上昇をより抑制し、体積効率を向上させることができ、密閉型圧縮機の効率をさらに向上することができる。 As a result, the heat absorbed by the inner wall surface of the sealed container can be released to the outside of the sealed container by the high heat radiation layer formed on the outer wall surface, so that the sealed container, the refrigerant gas in the sealed container, the cylinder block, and the heat insulating layer Temperature rise can be further suppressed, volumetric efficiency can be improved, and the efficiency of the hermetic compressor can be further improved.
第6の発明は、特に、第1から第5のいずれか1つの発明において、電動要素は複数の運転周波数でインバータ駆動される構成としたものである。 In a sixth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fifth aspects of the invention, the electric element is configured to be inverter-driven at a plurality of operating frequencies.
これにより、冷媒ガスの流速が遅くなり熱伝達しやすい低速回転においても、圧縮室内で圧縮され高温になった冷媒ガスからシリンダボアの内壁面に形成された断熱層への伝熱が抑制され、吸入された冷媒ガスの断熱層からの受熱が抑制されるので、体積効率をより向上することができ密閉型圧縮機の効率を向上することができる。 As a result, heat transfer from the refrigerant gas compressed in the compression chamber to a high temperature to the heat insulation layer formed on the inner wall surface of the cylinder bore is suppressed and sucked even at low speed rotation where the flow rate of the refrigerant gas is slow and heat transfer is easy. Since the heat reception from the heat insulation layer of the refrigerant gas is suppressed, the volumetric efficiency can be further improved, and the efficiency of the hermetic compressor can be improved.
第7の発明は、密閉型圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、前記密閉型圧縮機を第1から6のいずれか1つの発明の密閉型圧縮機とした冷凍装置である。 A seventh invention has a refrigerant circuit in which a hermetic compressor, a radiator, a pressure reducing device, and a heat absorber are connected in an annular shape by piping, and the hermetic compressor is hermetically sealed according to any one of the first to sixth inventions. This is a refrigeration system as a mold compressor.
これにより、効率が向上した密閉型圧縮機の搭載によって冷凍装置の消費電力を低減し、省エネルギー化を実現することができる。 Thereby, the power consumption of the refrigeration apparatus can be reduced by mounting the hermetic compressor with improved efficiency, and energy saving can be realized.
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本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(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縦断面図、図2は、本発明の実施の形態1における密閉型圧縮機の要部の拡大断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
図1および図2において、本実施の形態1における密閉型圧縮機は、鉄板の絞り成型によって形成された密閉容器101の内部に、電動要素102と、この電動要素102によって駆動される圧縮要素103を主体とする圧縮機本体104を配置している。この圧縮機本体104は、サスペンションスプリング105によって弾性的に支持されている。 1 and 2, the hermetic compressor according to the first embodiment includes an electric element 102 and a compression element 103 driven by the electric element 102 inside a hermetic container 101 formed by drawing a steel plate. A compressor main body 104 mainly composed of is arranged. The compressor body 104 is elastically supported by a suspension spring 105.
さらに、密閉容器101内には、例えば、地球温暖化係数の低い炭化水素系のR600a等の冷媒ガス106が、冷凍装置(図示せず)の低圧側と同等圧力で、比較的低温の状態で封入されるとともに、密閉容器101内の底部には、潤滑用の潤滑油107が封入されている。 Furthermore, in the sealed container 101, for example, a refrigerant gas 106 such as a hydrocarbon-based R600a having a low global warming potential is at a pressure that is the same as that of the low-pressure side of the refrigeration apparatus (not shown) and is in a relatively low temperature state. In addition to being sealed, lubricating oil 107 for lubrication is sealed at the bottom of the sealed container 101.
また、密閉容器101は、一端が密閉容器101内空間に連通するとともに、他端が冷凍装置(図示せず)に接続される吸入パイプ108と、圧縮要素103で圧縮された冷媒ガス106を冷凍装置(図示せず)へ導く吐出パイプ109とを備えている。 The sealed container 101 has one end communicating with the space in the sealed container 101 and the other end connected to a suction pipe 108 connected to a refrigeration apparatus (not shown) and a refrigerant gas 106 compressed by the compression element 103. And a discharge pipe 109 leading to an apparatus (not shown).
圧縮要素103は、クランクシャフト110、シリンダブロック111、ピストン112、連結手段113等で構成されている。クランクシャフト110は、偏心軸114と、主軸115と、給油機構116とを備えている。給油機構116は、オイル107に浸漬された主軸115の下端から偏心軸114の上端までオイル107を供給するもので、主軸115の表面に形成された螺旋状の溝116a等によって構成されている。 The compression element 103 includes a crankshaft 110, a cylinder block 111, a piston 112, a connecting means 113, and the like. The crankshaft 110 includes an eccentric shaft 114, a main shaft 115, and an oil supply mechanism 116. The oil supply mechanism 116 supplies the oil 107 from the lower end of the main shaft 115 immersed in the oil 107 to the upper end of the eccentric shaft 114, and includes a spiral groove 116a formed on the surface of the main shaft 115.
シリンダブロック111には、圧縮室117を形成するシリンダボア118が一体に形成され、また、主軸115を回転自在に軸支する軸受部119を備えている。 The cylinder block 111 is integrally formed with a cylinder bore 118 that forms a compression chamber 117, and includes a bearing portion 119 that rotatably supports the main shaft 115.
また、シリンダボア118の反クランクシャフト110側の開口部端面118aには、吸入孔120と吐出孔121を備えたバルブプレート122と、吸入孔120を開閉する吸入バルブ123と、バルブプレート122を塞ぐシリンダヘッド124が、ヘッドボルト(図示せず)によって共締めで固定されている。 In addition, a valve plate 122 having a suction hole 120 and a discharge hole 121, a suction valve 123 for opening and closing the suction hole 120, and a cylinder for closing the valve plate 122 are formed on the opening end surface 118 a on the side opposite to the crankshaft 110 of the cylinder bore 118. The head 124 is fixed together by a head bolt (not shown).
シリンダヘッド124は、冷媒ガス106が吐出される吐出空間126を有し、吐出空間126は、吐出管127を介して、直接吐出パイプ109と連通している。 The cylinder head 124 has a discharge space 126 from which the refrigerant gas 106 is discharged, and the discharge space 126 communicates directly with the discharge pipe 109 via a discharge pipe 127.
吸入マフラー128は、主にガラス繊維を添加したポリブチレンテレフタレート(PBT)等の合成樹脂で成型され、冷媒ガス106を吸入マフラー128内に導く尾管129と、吸入マフラー128内の冷媒ガス106を圧縮室117内に導く連通管130と、消音空間131を形成するマフラー本体132とを備えている。 The suction muffler 128 is molded mainly from a synthetic resin such as polybutylene terephthalate (PBT) to which glass fiber is added, and includes a tail pipe 129 that guides the refrigerant gas 106 into the suction muffler 128 and the refrigerant gas 106 in the suction muffler 128. A communication pipe 130 that leads into the compression chamber 117 and a muffler main body 132 that forms a silencing space 131 are provided.
圧縮室117を形成するシリンダボア118の内壁面142aは、機械加工により高精度に仕上げ、表面にフッ素樹脂をコーティングし断熱層143を形成している。 The inner wall surface 142a of the cylinder bore 118 forming the compression chamber 117 is finished with high accuracy by machining, and the surface is coated with a fluororesin to form a heat insulating layer 143.
シリンダブロック111のシリンダボア118の周りの外表面142bには、セラミックコーティングにより高熱輻射層144が形成されている。 A high heat radiation layer 144 is formed on the outer surface 142b of the cylinder block 111 around the cylinder bore 118 by ceramic coating.
また、密閉容器101の内壁面101aと外壁面101bには、セラミックコーティングによりそれぞれ高熱輻射層145と高熱輻射層146とが形成されている。 Further, a high heat radiation layer 145 and a high heat radiation layer 146 are formed on the inner wall surface 101a and the outer wall surface 101b of the sealed container 101 by ceramic coating, respectively.
電動要素102は、シリンダブロック111の下方に、ボルト(図示せず)によって固定されたステータ137と、ステータ137の内側で、ステータ137と同軸上に配置され、かつ主軸115に焼き嵌め等で固定されたロータ138とで構成されている。 The electric element 102 is fixed below the cylinder block 111 with bolts (not shown), and is arranged coaxially with the stator 137 inside the stator 137 and fixed to the main shaft 115 by shrink fitting or the like. And the rotor 138 formed.
また、電動要素102は、外部のインバータ駆動回路(図示しない)と繋がり、複数の運転周波数でインバータ駆動される。 The electric element 102 is connected to an external inverter drive circuit (not shown), and is inverter-driven at a plurality of operating frequencies.
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.
密閉型圧縮機は、その吸入パイプ108と吐出パイプ109が、冷凍装置(図示せず)に接続され、冷凍サイクルを構成している。 The hermetic compressor has a suction pipe 108 and a discharge pipe 109 connected to a refrigeration apparatus (not shown) to form a refrigeration cycle.
その構成において、電動要素102に通電されると、ステータ137に電流が流れ、磁界が発生し、主軸115に固定されたロータ138が回転する。その回転により、クランクシャフト110が回転し、偏心軸114に回転自在に取り付けられた連結手段113を介して、ピストン112がシリンダボア118内を往復運動する。 In this configuration, when the electric element 102 is energized, a current flows through the stator 137, a magnetic field is generated, and the rotor 138 fixed to the main shaft 115 rotates. The rotation causes the crankshaft 110 to rotate, and the piston 112 reciprocates in the cylinder bore 118 via the connecting means 113 that is rotatably attached to the eccentric shaft 114.
そして、このピストン112の往復運動に伴い、圧縮室117内で冷媒ガス106の吸入、圧縮、吐出が行なわれる。 As the piston 112 reciprocates, the refrigerant gas 106 is sucked, compressed, and discharged in the compression chamber 117.
次に、密閉型圧縮機の吸入、圧縮、吐出の各行程について説明する。 Next, the steps of suction, compression, and discharge of the hermetic compressor will be described.
まず、ピストン112が、圧縮室117の容積が増加する方向に移動すると、圧縮室117内の冷媒ガス106が膨張する。そして、圧縮室117内の圧力が吸入圧力を下回ると、圧縮室117内の圧力と吸入マフラー128内の圧力との差により、吸入バルブ123が開き始める。 First, when the piston 112 moves in the direction in which the volume of the compression chamber 117 increases, the refrigerant gas 106 in the compression chamber 117 expands. When the pressure in the compression chamber 117 falls below the suction pressure, the suction valve 123 starts to open due to the difference between the pressure in the compression chamber 117 and the pressure in the suction muffler 128.
この動作に伴い、冷凍サイクルから戻った温度の低い冷媒ガス106は、吸入パイプ108から密閉容器101内に一旦開放され、その後、吸入マフラー128の吸入口(図示せず)から吸入され尾管129を経て、消音空間131内に導入される。そして、導入された冷媒ガス106は、連通管130を経て、圧縮室117内に流入する。 Along with this operation, the low-temperature refrigerant gas 106 returned from the refrigeration cycle is once released into the sealed container 101 from the suction pipe 108, and then sucked from the suction port (not shown) of the suction muffler 128. Then, the sound is introduced into the silencing space 131. The introduced refrigerant gas 106 flows into the compression chamber 117 through the communication pipe 130.
その後、ピストン112の動作が下死点から圧縮室117内の容積が減少する方向に転じると、圧縮室117内の冷媒ガス106が圧縮され、圧縮室117内の圧力は上昇する。そして、圧縮室117内の圧力が吸入マフラー128内の圧力を上回ると、吸入バルブ123は閉じる。 Thereafter, when the operation of the piston 112 changes from the bottom dead center in a direction in which the volume in the compression chamber 117 decreases, the refrigerant gas 106 in the compression chamber 117 is compressed, and the pressure in the compression chamber 117 increases. When the pressure in the compression chamber 117 exceeds the pressure in the suction muffler 128, the suction valve 123 is closed.
次に、圧縮室117内の圧力が吐出空間126の圧力を上回ると、圧縮室117内の圧力と吐出空間126内の圧力との差により、吐出バルブ(図示せず)が開き始める。 Next, when the pressure in the compression chamber 117 exceeds the pressure in the discharge space 126, the discharge valve (not shown) starts to open due to the difference between the pressure in the compression chamber 117 and the pressure in the discharge space 126.
この動作に伴い、ピストン112が上死点に達するまでの間、圧縮された冷媒ガス106は吐出孔121から吐出空間126へ吐出される。そして、吐出空間126へ吐出された冷媒ガス106は、吐出管127と吐出パイプ109を順次通って、冷凍装置(図示せず)へと送り出される。 With this operation, the compressed refrigerant gas 106 is discharged from the discharge hole 121 to the discharge space 126 until the piston 112 reaches top dead center. Then, the refrigerant gas 106 discharged into the discharge space 126 sequentially passes through the discharge pipe 127 and the discharge pipe 109 and is sent out to a refrigeration apparatus (not shown).
その後、ピストン112の動作が上死点から再び圧縮室117内の容積が増加する方向に転じると、圧縮室117内の冷媒ガス106が膨張し、圧縮室117内の圧力は低下し、圧縮室117内の圧力が吐出空間126内の圧力を下回ると、吐出バルブ(図示せず)は閉じる。 Thereafter, when the operation of the piston 112 is changed from the top dead center to the direction in which the volume in the compression chamber 117 increases again, the refrigerant gas 106 in the compression chamber 117 expands, the pressure in the compression chamber 117 decreases, and the compression chamber When the pressure in 117 falls below the pressure in the discharge space 126, the discharge valve (not shown) is closed.
以上のような吸入、圧縮、吐出の各行程がクランクシャフト110の1回転毎に繰り返し行なわれ、冷媒ガス106が冷凍装置(図示せず)内を循環する。 The suction, compression, and discharge processes as described above are repeated for each rotation of the crankshaft 110, and the refrigerant gas 106 circulates in the refrigeration apparatus (not shown).
ここで、圧縮室117内の冷媒ガス106が圧縮される際、冷媒ガス106の温度は上昇し高温となる。 Here, when the refrigerant gas 106 in the compression chamber 117 is compressed, the temperature of the refrigerant gas 106 rises and becomes high.
一般的な構成においては、高温になった冷媒ガス106によりシリンダボア118の内壁面142aが加熱され温度上昇し、新たに圧縮室117に吸入された低温の冷媒ガス106がシリンダボア118の内壁面142aから受熱し、体積効率が低下する。 In a general configuration, the inner wall surface 142a of the cylinder bore 118 is heated by the refrigerant gas 106 having a high temperature and the temperature rises, and the low-temperature refrigerant gas 106 newly sucked into the compression chamber 117 is discharged from the inner wall surface 142a of the cylinder bore 118. It receives heat and the volumetric efficiency decreases.
しかし、本実施の形態では、シリンダボア118の内壁面142aにフッ素樹脂をコーティングして断熱層143を形成したことにより、熱伝導率が小さい断熱層143は、高温になった冷媒ガス106からの受熱が小さく、温度上昇が抑制される。したがって、吸入された冷媒ガス106の温度上昇を抑制し体積効率を向上させることとなり、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。 However, in the present embodiment, the heat insulating layer 143 is formed by coating the inner wall surface 142a of the cylinder bore 118 with the fluororesin, so that the heat insulating layer 143 having a low thermal conductivity is received by the refrigerant gas 106 having a high temperature. Is small and temperature rise is suppressed. Therefore, the temperature increase of the sucked refrigerant gas 106 is suppressed and the volumetric efficiency is improved, and the efficiency of the hermetic compressor can be improved.
また、この実施の形態において、断熱層143を介して、シリンダボア118の内壁面142aからわずかな熱が伝わってシリンダブロック111の表面が温度上昇することが考えられるが、この温度上昇したシリンダブロック111のシリンダボア118の周りの
外表面142bには、セラミックコーティングにより高熱輻射層144が形成されているので、シリンダブロック111の熱は、容易に密閉容器101内の冷媒ガス106に輻射熱として放出される。
In this embodiment, it is conceivable that a slight amount of heat is transmitted from the inner wall surface 142a of the cylinder bore 118 via the heat insulating layer 143 and the surface of the cylinder block 111 rises in temperature. Since the high heat radiation layer 144 is formed by ceramic coating on the outer surface 142b around the cylinder bore 118, the heat of the cylinder block 111 is easily released as radiation heat to the refrigerant gas 106 in the sealed container 101.
さらに、密閉容器101の内壁面101aと外壁面101bに、それぞれセラミックコーティングにより高熱輻射層145と高熱輻射層146が形成されているので、密閉容器101内の冷媒ガス106の熱を高熱輻射層145が吸収し、高熱輻射層146から密閉容器101外に放出することができる。 Further, since the high heat radiation layer 145 and the high heat radiation layer 146 are formed on the inner wall surface 101a and the outer wall surface 101b of the sealed container 101 by ceramic coating, respectively, the heat of the refrigerant gas 106 in the sealed container 101 is transferred to the high heat radiation layer 145. Can be absorbed and released from the high thermal radiation layer 146 to the outside of the sealed container 101.
その結果、シリンダボア118の内壁面142aに形成された断熱層143の温度上昇をさらに抑制することができ、新たに圧縮室117に吸入された低温の冷媒ガス106の断熱層143からの受熱量がさらに小さくなる。その結果、吸入された冷媒ガス106の温度上昇をさらに抑制し、体積効率を向上させることとなり、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。 As a result, the temperature rise of the heat insulation layer 143 formed on the inner wall surface 142a of the cylinder bore 118 can be further suppressed, and the amount of heat received from the heat insulation layer 143 of the low-temperature refrigerant gas 106 newly sucked into the compression chamber 117 is reduced. It becomes even smaller. As a result, the temperature rise of the sucked refrigerant gas 106 is further suppressed and the volumetric efficiency is improved, and the efficiency of the hermetic compressor can be improved.
なお、シリンダボア118の内壁面142aのコーティングに使用される樹脂としては、オイルや冷媒に対する耐久性があり耐磨耗性の高いものであればフッ素樹脂以外を適用してもよい。また、コーティングの範囲は、シリンダボア118の内壁面142aの圧縮室117を形成する部分のみに設ければ断熱の効果は得られるが、内壁面142a全体をコーティングすることで生産性を向上させ、また、コーティングが剥離しにくい効果も得られる。 As the resin used for coating the inner wall surface 142a of the cylinder bore 118, a resin other than a fluororesin may be used as long as it is durable to oil and refrigerant and has high wear resistance. In addition, if the coating range is provided only in the portion of the inner wall surface 142a of the cylinder bore 118 where the compression chamber 117 is formed, a heat insulation effect can be obtained. However, by coating the entire inner wall surface 142a, productivity can be improved. The effect that the coating is difficult to peel is also obtained.
また、シリンダブロック111のシリンダボア118の周りの外表面142bに形成される高熱輻射層144および密閉容器101の内壁面101aに形成される高熱輻射層145としては、オイルや冷媒に対する耐久性があればセラミック以外の高熱輻射材料をコーティングしてもよい。また、コーティング以外でもシリンダブロック111の外表面142bと密閉容器101の内壁面101aの表面とを酸化させ金属酸化膜を形成してもよく、この金属酸化膜が高熱輻射層の役割を果たすので同様の効果が得られる。 Further, the high heat radiation layer 144 formed on the outer surface 142b around the cylinder bore 118 of the cylinder block 111 and the high heat radiation layer 145 formed on the inner wall surface 101a of the sealed container 101 have durability against oil or refrigerant. A high heat radiation material other than ceramic may be coated. In addition to the coating, the outer surface 142b of the cylinder block 111 and the surface of the inner wall surface 101a of the sealed container 101 may be oxidized to form a metal oxide film, and this metal oxide film plays the role of a high heat radiation layer. The effect is obtained.
また、シリンダブロック111の外表面142bと密閉容器101の内壁面101aを粗い面にすることでも放熱吸熱効果を高めることができる。高熱輻射層の範囲としては、シリンダブロック111の外表面142bと密閉容器101の内壁面101aの全面に設けてもよいが、少なくとも、シリンダブロック111の外表面142bでは、温度が高くなるシリンダボア118周辺と、それに対応した位置の密閉容器101の内壁面101aに設けるのが効果的である。 Further, by making the outer surface 142b of the cylinder block 111 and the inner wall surface 101a of the sealed container 101 rough, the heat dissipation and heat absorption effect can be enhanced. The range of the high heat radiation layer may be provided on the entire outer surface 142b of the cylinder block 111 and the entire inner wall surface 101a of the sealed container 101, but at least around the cylinder bore 118 where the temperature increases on the outer surface 142b of the cylinder block 111. It is effective to provide it on the inner wall surface 101a of the sealed container 101 at a position corresponding thereto.
また、密閉容器101の外壁面101bに形成される高熱輻射層146としては、オイルや冷媒に対する耐久性の必要が無いため、コーティングが可能な高熱輻射材料であれば適用することができる。 Further, as the high heat radiation layer 146 formed on the outer wall surface 101b of the hermetic container 101, there is no need for durability against oil or refrigerant, and therefore any high heat radiation material that can be coated can be applied.
また、コーティング以外でも外壁面101bの表面を酸化させ金属酸化膜で形成しても同様の効果が得られる。また、外壁面101bを粗い面にすることでも放熱吸熱効果を高めることができる。高熱輻射層の範囲としては、密閉容器101の外壁面101b全面に設けることで放熱効果を高められるが、周囲に別の熱源がある場合は、その熱を吸熱しないように熱源近傍には高熱輻射層146を設けないようにするのが好ましい。 In addition to the coating, the same effect can be obtained by oxidizing the surface of the outer wall surface 101b to form a metal oxide film. Further, the heat dissipation and heat absorption effect can be enhanced by making the outer wall surface 101b rough. As the range of the high heat radiation layer, the heat radiation effect can be enhanced by providing the entire surface of the outer wall surface 101b of the sealed container 101. However, when there is another heat source in the surrounding area, the high heat radiation layer is provided in the vicinity of the heat source so as not to absorb the heat. It is preferable not to provide the layer 146.
また、本実施の形態の密閉型圧縮機をインバータ駆動で低速回転した場合、低温の吸入冷媒ガス106のシリンダボア118の内壁面142aに形成した断熱層143からの受熱が抑制されている。そのため、冷媒ガス106が圧縮室117に吸入されてから吐出されるまでの時間が長く、断熱層143に長い時間接触し受熱しやすくても、吸入された冷
媒ガス106の温度上昇を抑制でき体積効率を向上させることとなり、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。
Further, when the hermetic compressor of the present embodiment is rotated at a low speed by an inverter drive, heat reception from the heat insulating layer 143 formed on the inner wall surface 142a of the cylinder bore 118 of the low-temperature intake refrigerant gas 106 is suppressed. For this reason, even if the refrigerant gas 106 is taken for a long time after being sucked into the compression chamber 117 and is discharged, the temperature rise of the sucked refrigerant gas 106 can be suppressed even if it is in contact with the heat insulating layer 143 for a long time and easily receives heat. The efficiency will be improved, and the efficiency of the hermetic compressor can be improved.
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における冷凍装置の構成を示す模式図である。ここでは、冷媒回路に、実施の形態1で説明した密閉型圧縮機を搭載した構成とし、冷凍装置の基本構成の概略について説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the refrigeration apparatus in Embodiment 2 of the present invention. Here, an outline of the basic configuration of the refrigeration apparatus will be described assuming that the hermetic compressor described in Embodiment 1 is mounted on the refrigerant circuit.
図3において、冷凍装置200は、一面が開口した断熱性の箱体とその開口を開閉する扉体構成の本体201と、本体201の内部を、物品の貯蔵空間202と機械室203に区画する区画壁204と、貯蔵空間202内を冷却する冷媒回路205を具備している。 In FIG. 3, the refrigeration apparatus 200 divides the inside of the main body 201 into an article storage space 202 and a machine room 203, a heat insulating box having an opening on one side, a main body 201 having a door structure that opens and closes the opening. A partition wall 204 and a refrigerant circuit 205 for cooling the inside of the storage space 202 are provided.
冷媒回路205は、実施の形態1で説明した密閉型圧縮機206と、放熱器207と、減圧装置208と、吸熱器209を環状に配管接続した構成となっている。 The refrigerant circuit 205 has a configuration in which the hermetic compressor 206, the radiator 207, the decompressor 208, and the heat absorber 209 described in Embodiment 1 are connected in a ring shape.
そして、吸熱器209は、送風機(図示せず)を具備した貯蔵空間202内に配置されている。吸熱器209の冷却熱は、破線の矢印で示すように、送風機によって貯蔵空間202内を循環するように撹拌される。 And the heat absorber 209 is arrange | positioned in the storage space 202 which comprised the air blower (not shown). The cooling heat of the heat absorber 209 is agitated so as to circulate in the storage space 202 by a blower, as indicated by a broken arrow.
以上説明した冷凍装置に、本発明の実施の形態1における密閉型圧縮機を搭載することにより、体積効率が向上し効率が向上した密閉型圧縮機で冷媒回路を運転することができるので、冷凍装置の消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現することができる。 By mounting the hermetic compressor in the first embodiment of the present invention on the refrigeration apparatus described above, the volumetric efficiency is improved and the refrigerant circuit can be operated with the hermetic compressor with improved efficiency. The power consumption of the apparatus can be reduced and energy saving can be realized.
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機および冷凍装置は、吸入ガスの温度上昇を抑制し、体積効率を高め、密閉型圧縮機の効率を向上することができるので、冷蔵庫、あるいはエアーコンディショナー等の家庭用に限らず、業務用ショーケース、自動販売機等の冷凍装置に広く適用することができる。 As described above, the hermetic compressor and the refrigeration apparatus according to the present invention can suppress the temperature rise of the suction gas, increase the volumetric efficiency, and improve the efficiency of the hermetic compressor. The present invention is not limited to home use such as a conditioner, and can be widely applied to refrigeration apparatuses such as commercial showcases and vending machines.
101 密閉容器
101a 内壁面
101b 外壁面
102 電動要素
103 圧縮要素
110 クランクシャフト
111 シリンダブロック
112 ピストン
113 連結手段
114 偏心軸
115 主軸
117 圧縮室
118 シリンダボア
119 軸受部
122 バルブプレート
142a 内壁面
142b 外表面
143 断熱層
144、145、146 高熱輻射層
200 冷凍装置
205 冷媒回路
206 密閉型圧縮機
207 放熱器
208 減圧装置
209 吸熱器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Sealed container 101a Inner wall surface 101b Outer wall surface 102 Electric element 103 Compression element 110 Crankshaft 111 Cylinder block 112 Piston 113 Connection means 114 Eccentric shaft 115 Main shaft 117 Compression chamber 118 Cylinder bore 119 Bearing part 122 Valve plate 142a Inner wall surface 142b Outer surface 143 Thermal insulation Layer 144, 145, 146 High heat radiation layer 200 Refrigeration device 205 Refrigerant circuit 206 Sealed compressor 207 Radiator 208 Decompression device 209 Heat absorber
Claims (7)
A hermetic compressor according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a refrigerant circuit in which a hermetic compressor, a radiator, a decompressor, and a heat absorber are connected in a ring shape by piping. Refrigeration equipment.
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