JP2015124700A - Hermetic type compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機などの冷熱機器に用いる密閉型圧縮機に係り、さらに詳しくは、外郭を構成する密閉容器の耐圧性を向上させた密閉型圧縮機に関する。 The present invention relates to a hermetic compressor used in a cooling device such as an air conditioner, and more particularly to a hermetic compressor that improves the pressure resistance of a hermetic container constituting an outer shell.
現在、地球温暖化への影響が少ない各種代替冷媒が検討されている。これらは冷媒特性は優れているが、飽和圧力が既存のR22冷媒よりも高い冷媒(以下、高圧冷媒という)が存在する。したがって、このような高圧冷媒を従来仕様の密閉容器、すなわち有底円筒状の下側容器とこの下側容器に嵌着し固定される平坦形状の上側容器とで構成される密閉容器を有する密閉型圧縮機で採用し、耐圧試験を行うと、上側容器が変形し、上側容器に取り付けられる気密端子に過度な力がかかり破損する。 Currently, various alternative refrigerants that have little impact on global warming are being studied. These have excellent refrigerant characteristics, but there are refrigerants (hereinafter referred to as high-pressure refrigerants) whose saturation pressure is higher than that of the existing R22 refrigerant. Therefore, a hermetically sealed container having such a high-pressure refrigerant as a conventional sealed container, that is, a bottomed cylindrical lower container and a flat upper container fitted and fixed to the lower container. When it is used in a mold compressor and a pressure test is performed, the upper container is deformed, and an excessive force is applied to the hermetic terminal attached to the upper container, resulting in damage.
そこで、高圧冷媒が使用できる耐圧強度を持った密閉容器を提供するため、上側容器を球面形状にして耐圧強度を高め、上側容器に取付ける気密端子の破損を防止するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to provide a sealed container having a pressure resistance that can use a high-pressure refrigerant, there has been proposed one in which the upper container has a spherical shape to increase the pressure resistance and prevent damage to the airtight terminal attached to the upper container. (For example, refer to Patent Document 1).
また、気密端子を球面状の上側容器の中央に配置し、気密端子への応力集中を低減させるようにしたものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, there has been proposed a device in which an airtight terminal is arranged in the center of a spherical upper container so as to reduce stress concentration on the airtight terminal (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上側容器を単に球面形状にした特許文献1の技術では、気密端子や周辺の付属品を設置する平面面積が適正でないと充分に強度を維持できない場合があった。
However, in the technique of
また、気密端子を球面状の上側容器の中央に配置し、気密端子への応力集中を低減させるようにした特許文献2の技術では、気密端子の位置や取付角度によって、圧縮機本体(密閉容器)から冷媒が吐出される配管の設計が困難になったり、気密端子を覆うカバーの設計や取付けが困難になる可能性があった。
Further, in the technique of
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、高圧冷媒を用いても、上側容器の強度を確保しつつ、気密端子やその周辺に設置する付属品の設計、取り付けを容易にできるようにすることを目的としている。 The present invention was made in order to solve the above-described problems. Even when a high-pressure refrigerant is used, the design and attachment of an airtight terminal and accessories installed around the airtight terminal are ensured while ensuring the strength of the upper container. The purpose is to make it easy.
本発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器の内部に圧縮機構部とそれを駆動する電動機部とを有し、冷媒回路に冷媒を循環させるための吐出管と吸入管とを備えた密閉型圧縮機において、密閉容器は、有底円筒状の下側容器と、これに嵌着し固定される有蓋円筒状の上側容器とを備え、上側容器は、その蓋部が、円弧の中心が密閉容器の内側にある複数の球面、円弧の中心が密閉容器の外側にある複数の球面、又は円弧の中心が密閉容器の内側にある球面と円弧の中心が密閉容器の外側にある球面との組合わせによって、全体として円蓋状に形成されているものである。 A hermetic compressor according to the present invention includes a compression mechanism part and an electric motor part that drives the compression mechanism part inside a hermetic container, and is equipped with a discharge pipe and a suction pipe for circulating the refrigerant in the refrigerant circuit. In the compressor, the sealed container includes a bottomed cylindrical lower container and a covered cylindrical upper container that is fitted and fixed to the bottom container, and the upper container has a lid that is sealed at the center of the arc. A combination of a plurality of spherical surfaces inside the container, a plurality of spherical surfaces whose arc center is outside the sealed container, or a spherical surface whose arc center is inside the sealed container and a spherical surface whose arc center is outside the sealed container As a whole, it is formed in a circular lid shape.
本発明の密閉型圧縮機によれば、密閉容器の上側容器は、その蓋部が、円弧の中心が密閉容器の内側にある複数の球面、円弧の中心が密閉容器の外側にある複数の球面、又は円弧の中心が密閉容器の内側にある球面と円弧の中心が密閉容器の外側にある球面との組合わせによって、全体として円蓋状に形成されているので、上側容器の円蓋状の蓋部の強度を確保することができる。そのため、気密端子やその周辺に設置する付属品の設計、取り付けが容易となる。 According to the hermetic compressor of the present invention, the upper container of the hermetic container has a plurality of spherical surfaces whose lids are inside the hermetic container and whose spherical parts are outside the hermetic container. Or the overall shape of the circular arc is a combination of a spherical surface with the center of the arc inside the sealed container and a spherical surface with the center of the arc outside the sealed container. The strength of the lid can be ensured. This facilitates the design and attachment of the hermetic terminal and accessories installed around it.
以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図1は本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機すなわち単気筒型のロータリー圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a hermetic compressor, that is, a single-cylinder rotary compressor according to an embodiment of the present invention.
本実施形態のロータリー圧縮機100は、図1のように有底円筒状の下側容器1とこれに嵌着し固定される有蓋円筒状の上側容器2とを有する密閉容器3を備えている。そして、密閉容器3の内部に、圧縮機構部4と、圧縮機構部4を駆動する電動機部5と、図示しない潤滑油と冷媒とを収納している。下側容器1には、吸入マフラー6に連通した吸入管7が接続されており、吸入マフラー6から吸入管7を介して冷媒ガスを取り込むようになっている。使用できる高圧冷媒、つまり飽和圧力が既存のR22冷媒よりも高い冷媒としては、例えばR32、R410A、CO2がある。吸入マフラー6は、冷媒の気液分離、及び冷媒中のゴミを除去する機能を有している。上側容器2には、外部から電動機部5に電力を供給するための気密端子8と、圧縮された冷媒を密閉容器3の外部に吐出する吐出管9と、気密端子8を保護するカバー(図示せず)を固定するためのロッド11とが設けられている。なお、ここでは潤滑油として相溶油(冷媒に溶ける油)を使用している。
The
電動機部5は、下側容器1に固定された固定子12と、クランク軸13に焼きばめられた回転子14とで構成され、外部から気密端子8を介して電力が供給されて駆動される。また、電動機部5と圧縮機構部4とは、クランク軸13により連結されている。なお、クランク軸の軸心部には、密閉容器3の底方向に開口した油吸込み穴が形成され、油吸込み穴内に螺旋状の遠心ポンプが設けられていて、密閉容器3の底に貯留されている潤滑油をくみ上げ、摺動部に供給できるようになっている。
The
圧縮機構部4は、上軸受15、下軸受16、シリンダー17、シリンダー17内に収容されたクランク軸13の偏心部13a、ローラー18及びベーン19を備えている。
The
シリンダー17には、クランク軸13が挿入され、その偏心部13aがシリンダー17内に配置されるようになっている。また、シリンダー17には、吸入口及び吐出口が形成されており、吸入口は吸入管7と連通している。また、吐出口の下流側には、所定の圧力以上になると開く吐出弁が設けられている。
A
偏心部13aには、ローラー18が嵌入されており、ローラー18がシリンダー17内で偏心回転運動できるようになっている。またシリンダー17には、ベーン19が摺動自在に挿入されている。ベーン19は、図示しない付勢手段によってローラー18にそれぞれ常時押接されていて、シリンダー17とローラー18間に形成される空間を、圧縮室と吸入室とに仕切る機能をもっている。また、シリンダー17の上下両端には、シリンダー17の両端面を閉塞し、かつクランク軸13を支持する上軸受15と下軸受16とが配置され、シリンダー17、及び上軸受15と下軸受16とがボルト(図示せず)よって一体に締結されるようになっている。
A
このように構成された本発明の実施形態に係るロータリー圧縮機100は、回転子14が回転することで、シリンダー17の内部でローラー18が回転摺動する。これにより、吸入管7から圧縮室に冷媒ガスが吸引され、圧縮室に吸入された冷媒が圧縮されるようになっている。圧縮された高圧冷媒ガスは密閉容器3内へ吐出され、固定子12と回転子14との間の隙間から相溶油と共に密閉容器3内の上部空間に吐出される。密閉容器3内の上部空間に相溶油と共に吐出された高圧冷媒ガスは、上側容器2の円蓋状の蓋部2aの内面に衝突し、このとき相溶油と冷媒の密度差によって相溶油が冷媒から分離される。冷媒から分離された相溶油は、円蓋状の蓋部2aの内面に沿って固定子12の外周方向へ流れ、下側容器1と固定子12との間の隙間から下方へ流れ、密閉容器3の底に戻され貯留される。また、相溶油と分離された高圧冷媒ガスは、吐出管9から密閉容器3の外部に吐出される。
In the
既述したように、本発明の実施形態に係るロータリー圧縮機100は、密閉容器3の上側容器2の蓋部2aが、全体として円蓋状に形成されている。これを図2及び図3を用いて更に詳述する。
As described above, in the
図2は本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機すなわちロータリー圧縮機の密閉容器の上側容器を示す側面視の断面図である。図3は本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機のすなわちロータリー圧縮機の密閉容器の上側容器を示す上面視の断面図である。
本実施形態のロータリー圧縮機100は、図2のように密閉容器3の上側容器2の蓋部2aが、円弧の中心が密閉容器3の内側にある球面31と、円弧の中心が密閉容器3の外側にある球面32との組合わせによって、全体として円蓋状に形成されている。すなわち、上側容器2の蓋部2aは、複数種の球面31,32がリブとして作用する。
FIG. 2 is a side sectional view showing an upper container of a hermetic compressor, that is, a hermetic container of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view in a top view showing the upper container of the hermetic compressor according to the embodiment of the present invention, that is, the hermetic container of the rotary compressor.
In the
このように、上側容器2の蓋部2aを、リブとして作用する複数種の球面31,32を組合わせて、全体として円蓋状に形成することで、上側容器の蓋部を平坦形状または単に球面形状としたものに比べて、上側容器の剛性を高めることができる。
Thus, the
なお、ここでは、上側容器2の球面31,32のうち表面積が一番大きな球面の半径R1,R2を、下側容器1の円筒部の内径Dの0.4〜1.2倍(好ましくは0.6倍)となるように構成した。表面積が一番大きな球面の半径R1,R2の下限値を、下側容器1の円筒部の内径Dの0.4倍としたのは、半径R1,R2をそれよりも小さくすると、気密端子8の設置が難しくなるからである。また、表面積が一番大きな球面の半径R1,R2の上限値を、下側容器1の円筒部の内径Dの1.2倍としたのは、半径R1,R2をそれよりも大きくすると、フラットに近い面となり、球面の形を維持できなくなって、剛性が得られないからである。表面積が一番大きな球面の半径R1,R2を、下側容器1の円筒部の内径Dの0.4〜1.2倍に設定することで、加工性と剛性を容易に得ることができる。
Here, the radius R1, R2 of the spherical surface having the largest surface area among the
また、本実施形態のロータリー圧縮機100は、縦置きタイプであり、図2及び図3に示すように上側容器2の蓋部2aに、気密端子8を設置できる複数の平面部33が1箇所以上(ここでは2箇所)に設けられている。これら平面部33は、水平面に対する傾き角度θ1が0〜30°の範囲で設定され、かつ側面視で互いに傾斜の向きと角度が一致するように構成されている。平面部33の水平面に対する傾き角度θ1を0〜30°の範囲に設定したのは、この角度範囲とすることで、平面部33を上側容器2の蓋部2aの円蓋形状に沿わせることができ、強度の確保が容易となるからである。平面部33の水平面に対する傾き角度θ1をマイナスの角度、または30°よりも大きな角度とすると、平面部33を上側容器2の蓋部2aの円蓋形状に沿わせることができなくなり、この円蓋形状から外れていくので、強度の確保が難しくなる。
Moreover, the
また、これら平面部33の合計面積は、下側容器1の円筒部の内径Dの断面積の0.1〜0.4倍となるように制限されている。平面部33の合計面積を、下側容器1の円筒部の内径Dの断面積の0.1〜0.4倍としたのは、平面部33の合計面積を、前記比率に設定することで、平面部33を上側容器2の蓋部2aの円蓋形状に沿わせることができ、強度の確保が容易となるからである。平面部33の合計面積を、下側容器1の円筒部の内径Dの断面積の0.4倍よりも大きくすると、平面部33を上側容器2の蓋部2aの円蓋形状に沿わせることができなくなり、この円蓋形状から外れていくので、強度の確保が難しくなる。
そして、平面部33の1つに気密端子8が取り付けられ、平面部33の他の1つに気密端子8を保護するカバーを固定するロッド11が溶接にて取り付けられている。ロッド11は、平面部33に対する取付角度θ2が80〜100°(好ましくは90°)となるように設定されている。この取付角度80〜100°とすることで、加工性を確保することができる。ロッド11の平面部33に対する取付角度θ2を80°よりも小さい角度、または100°よりも大きな角度とすると、溶接が難しくなる。
Further, the total area of these
And the
このように、気密端子8とロッド11とを、それぞれ水平面に対する傾き角度θ1が0〜30°の範囲で設定され、かつ側面視で互いに傾斜の向きと角度が一致する平面部33に取り付けるようにしているので、加工性がよく、かつ端子カバー形状が簡易にでき、取付作業性もよい。
In this way, the
また、各平面部33の合計面積を、下側容器1の円筒部の内径Dの断面積の0.1〜0.4倍となるように制限しているので、気密端子8周辺の変形、応力を緩和できる。
In addition, since the total area of each
また、ロッド11の平面部33への取付角度θ2を80〜100°の範囲に設定しているので、固定強度が得やすい。
Further, since the attachment angle θ2 of the
また、本実施形態のロータリー圧縮機100は、潤滑油として相溶油を使用している。相溶油は、冷媒との溶解性がよく、冷媒に溶けやすく、油の流動性が高い。そのため、圧縮機から持ち出された油が圧縮機に戻ってきやすくなり、圧縮機から吐出された相溶油が冷媒回路内に残留する量(=圧縮機から相溶油が冷媒回路内へ流出する量)を減らすことができ、冷媒回路設計が容易となる。
Moreover, the
図4は本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機すなわちロータリー圧縮機の密閉容器の上側容器の変形量と気密端子付近の応力の試験結果を、平坦形状の上側容器(比較例)の変形量と気密端子付近の応力と比較して示す特性図である。
この試験結果は、本発明の上側容器2と比較例の上側容器20との板厚は同一とし、球面半径は下側容器1の円筒部の内径Dの0.7倍、平面部の面積は下側容器1の円筒部の内径Dの断面積の0.25倍、平面部の水平面に対する傾き角度は10°に設定して行った結果である。
FIG. 4 shows the amount of deformation of the upper container of the hermetic compressor according to the embodiment of the present invention, that is, the rotary container, and the stress test result in the vicinity of the hermetic terminal, and the amount of deformation of the flat upper container (comparative example). It is a characteristic view shown in comparison with the stress near the airtight terminal.
This test result shows that the
図4から明らかなように、上側容器の板厚が同一でも、実施例の上側容器2は、比較例の上側容器20と比べて変形量と応力のいずれもが低減していることがわかる。
As is apparent from FIG. 4, even when the plate thickness of the upper container is the same, the
なお、前述の実施形態では、上側容器2の蓋部2aのリブとして作用する球面を、複数種の球面31,32で構成したものを例に挙げて説明したが、これを単一種類の球面31または球面32を複数組合わせて構成してもよく、この場合でも前述の実施形態と同等の作用、効果が得られる。
In the above-described embodiment, the spherical surface that acts as the rib of the
また、前述の実施形態では、本発明を適用する密閉型圧縮機として単気筒型のロータリー圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明は複数気筒型のロータリー圧縮機またはスクロール圧縮機へもそのまま適用できる。 In the above-described embodiment, the single-cylinder rotary compressor has been described as an example of the hermetic compressor to which the present invention is applied. However, the present invention can be applied to a multi-cylinder rotary compressor or a scroll compressor. It can be applied as it is.
また、前述の実施形態では、吐出管9と気密端子8とを、密閉容器3の上側容器2に取り付けているが、吐出管9と気密端子8とは、密閉容器3の下側容器1の円筒部に取り付けてもよいものである。
In the above-described embodiment, the
1 下側容器、2 上側容器、2a 蓋部、3 密閉容器、4 圧縮機構部、5 電動機部、6 吸入マフラー、7 吸入管、8 気密端子、9 吐出管、11 ロッド、12 固定子、13 クランク軸、13a 偏心部、14 回転子、15 上軸受、16 下軸受、17 シリンダー、18 ローラー、19 ベーン、20 比較例の上側容器、31 円弧の中心が密閉容器の内側にある球面、32 円弧の中心が密閉容器の外側にある球面、33 平面部、100 ロータリー圧縮機(密閉型圧縮機)、D 下側容器の円筒部の内径、R1,R2 表面積が一番大きな球面の半径、θ1 平面部の水平面に対する傾き角度、θ2 ロッドの平面部に対する取付角度。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記密閉容器は、有底円筒状の下側容器と、これに嵌着し固定される有蓋円筒状の上側容器とを備え、
前記上側容器は、その蓋部が、円弧の中心が前記密閉容器の内側にある複数の球面、円弧の中心が前記密閉容器の外側にある複数の球面、又は円弧の中心が前記密閉容器の内側にある球面と円弧の中心が前記密閉容器の外側にある球面との組合わせによって、全体として円蓋状に形成されていることを特徴とする密閉型圧縮機。 In a hermetic compressor having a compression mechanism part and an electric motor part that drives the compression mechanism part inside the hermetic container, and having a discharge pipe and a suction pipe for circulating the refrigerant in the refrigerant circuit,
The sealed container includes a bottomed cylindrical lower container, and a covered cylindrical upper container that is fitted and fixed thereto,
The upper container has a plurality of spherical surfaces in which the center of the arc is inside the sealed container, a plurality of spherical surfaces in which the center of the arc is outside the sealed container, or the center of the arc is inside the sealed container. The hermetic compressor is characterized in that it is formed in a circular lid shape as a whole by combining the spherical surface in the above and the center of the circular arc with the spherical surface outside the hermetic container.
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