JP2019138576A - アキュムレータおよび空調用圧縮機 - Google Patents

アキュムレータおよび空調用圧縮機 Download PDF

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俊輔 薬師寺
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将平 寺崎
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Abstract

【課題】空調用圧縮機の圧縮機本体に隣接して設けられるアキュムレータで発生する振動を抑制し、空調用圧縮機で発生する騒音を低減させる。【解決手段】実施形態にかかる空調用圧縮機は、圧縮機本体に隣接して設けられ、気液分離させた冷媒ガスを容器本体から第一配管、第二配管を介して圧縮機本体へと供給するアキュムレータを備える。アキュムレータは、外縁61aが容器本体の内壁に取り付けられ、容器本体の内部で第一配管を支持する第一支持孔631および第二配管を支持する第二支持孔632を有する支持部材60を備える。第一支持孔631の中心631aおよび第二支持孔632の中心632aは、圧縮機本体4から伝達される最も支配的な加振力の方向Dに沿って支持部材60の中心60aを通る中心線A1に対してずれている。【選択図】図2

Description

本発明は、アキュムレータおよび空調用圧縮機に関する。
従来、空調用圧縮機において、冷媒ガスを潤滑油や異物等から気液分離させて圧縮機本体へと供給するためのアキュムレータに関する技術が知られている。例えば、特許文献1には、アキュムレータから圧縮機本体へと冷媒ガスを供給するための配管を、アキュムレータの内部に設けられた支持部材(連結部材)により支持する構造が開示されている。
特開2011−169183号公報
上記特許文献1に記載のようなアキュムレータは、圧縮機本体に隣接して設けられる場合、圧縮機本体を駆動するモータの磁気に起因した加振力や、圧縮機本体の脈動に起因した加振力が作用する。特に、圧縮機本体の脈動による加振力がアキュムレータ内の配管を振動させることにより、支持部材を介してアキュムレータに振動が伝達され、騒音発生の要因となるおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空調用圧縮機の圧縮機本体に隣接して設けられるアキュムレータで発生する振動を抑制し、空調用圧縮機で発生する騒音を低減させることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、空調用圧縮機の圧縮機本体に隣接して設けられ、気液分離させた冷媒ガスを容器本体から配管を介して前記圧縮機本体へと供給するアキュムレータであって、外縁が前記容器本体の内壁に取り付けられ、前記容器本体の内部で前記配管を支持する支持孔を有する支持部材を備え、前記支持孔の中心は、前記圧縮機本体から伝達される最も支配的な加振力の方向に沿って前記支持部材の中心を通る中心線に対してずれていることを特徴とする。
この構成により、配管から支持部材へと伝達される最も支配的な加振力の一部が支持部材をひねる方向に分散される。その結果、配管から支持部材を介してアキュムレータの容器本体へと伝達される加振力を低減させることができる。従って、本発明にかかるアキュムレータによれば、空調用圧縮機の圧縮機本体に隣接して設けられるアキュムレータで発生する振動を抑制し、空調用圧縮機で発生する騒音を低減させることができる。
また、前記支持部材は、前記支持孔とは異なる位置に設けられた複数の貫通孔を有し、前記支持部材の隣り合う前記貫通孔同士の間には、前記外縁から延びる肉部が延在し、前記支持孔の中心は、前記肉部の前記外縁から前記支持部材の前記中心側に向けて延びる延在方向に沿った中心線に対してずれていることが好ましい。
この構成により、圧縮機本体から伝達される加振力がいかなる方向であっても、配管から肉部へと伝わる加振力の一部が肉部をひねる方向に分散される。その結果、配管から支持部材の肉部を介してアキュムレータの容器本体へと伝達される加振力を低減させ、アキュムレータで発生する振動を抑制することができる。
また、前記配管は、前記圧縮機本体の圧縮室の数に対応して前記容器本体内に複数配置され、前記支持孔は、複数配置された前記配管に対応して複数設けられ、すべての前記支持孔の中心が、前記中心線に対してずれていることが好ましい。
この構成により、配管が複数ある場合にも、各配管から支持部材を介してアキュムレータの容器本体へと伝達される加振力を低減させ、アキュムレータで発生する振動を抑制することができる。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の空調用圧縮機は、上記アキュムレータと、前記配管を介して前記アキュムレータから冷媒ガスが供給される圧縮機本体とを備えることを特徴とする。
この構成により、空調用圧縮機の圧縮機本体に隣接して設けられるアキュムレータで発生する振動を抑制し、空調用圧縮機で発生する騒音を低減させることができる。
図1は、実施形態にかかるアキュムレータおよび空調用圧縮機を示す概略図である。 図2は、支持部材を示す横断面図である。 図3は、支持部材の変形例を示す横断面図である。
以下に、本発明にかかるアキュムレータおよび空調用圧縮機の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施形態にかかる空調用圧縮機1は、例えば、室用の空気調和機に適用される。空気調和機としては、図には明示しないが、室外に配置される室外ユニットと、室内に配置される室内ユニットとを含み構成され、室外ユニットおよび室内ユニットの間に冷媒を循環させて室内および室外にて熱交換を行うことにより、室内の冷房、暖房、または冷暖房を行う。かかる空気調和機において、空調用圧縮機1は、室外ユニットに配置され、冷媒を吸入・圧縮して室外ユニットまたは室内ユニットの外部要素に供給する。なお、空調用圧縮機1は、室用の空気調和機に限られず、いかなる用途の空気調和機に適用されてもよい。
空調用圧縮機1は、図1に示すように、筐体2と、駆動部3と、圧縮機本体4と、アキュムレータ5を含み構成されている。
筐体2は、上下が密閉された略円筒形状をなし、その内部に駆動部3、圧縮機本体4が収容されている。筐体2は、その円筒を垂直に立てて配置されており、その頂部に吐出管21が設けられている。また、筐体2の底部は、油溜22として構成されており、この油溜22には圧縮機本体4に供給される潤滑油Lが溜められている。
駆動部3は、スロットモータであり、固定子31と、回転子32と、回転軸33とを有する。駆動部3は、固定子31にて筐体2の内壁面に固定されている。回転子32は、固定子31に対して回転可能に設けられていると共に、回転軸33を鉛直下方に向けて設けられている。回転軸33は、その下端部が圧縮機本体4に接続されている。この駆動部3は、図示しない配線を介して筐体2の外部から電源が供給される。
圧縮機本体4は、筐体2内にて駆動部3の下方に配置されている。本実施形態において、圧縮機本体4は、2気筒のツインロータリー式の圧縮機構である。圧縮機本体4は、第一圧縮部41と第二圧縮部42とが上下多段に構成されている。第一圧縮部41および第二圧縮部42は、回転軸33の回転の軸心に沿って並べて配置されている。第一圧縮部41は、ロータ411および圧縮室412を有する。第二圧縮部42は、ロータ421および圧縮室422を有する。第一圧縮部41と第二圧縮部42との間には、仕切板43が設けられている。仕切板43は、圧縮室412、422の壁の一部を構成している。仕切板43は、回転軸33を挿通する挿通穴431が形成されている。第一圧縮部41および第二圧縮部42の上側および下側には、軸受44が設けられる。軸受44は、回転軸33を回転自在に支持する。回転軸33は、第一圧縮部41に対応する位置にクランク331が設けられ、第二圧縮部42に対応する位置にクランク332が設けられている。クランク331は、ロータ411が設けられ、クランク332は、ロータ421が設けられている。
また、回転軸33は、その下端部の内部に油供給通路333が設けられている。回転軸33の下端は、筐体2の油溜22に至って設けられており、この下端から潤滑油Lが油供給通路333を介して圧縮機本体4に供給される。なお、油供給通路333は、第一圧縮部41に対応するクランク331を貫通する油供給通路333aと、第二圧縮部42に対応するクランク332を貫通する油供給通路333bとを備える。
アキュムレータ5は、作動流体である冷媒ガスを気液分離するセパレータである。アキュムレータ5は、圧縮機本体4に隣接して(筐体2に隣接して)、筐体2の外部に配置される。アキュムレータ5は、容器本体50と、複数の配管51と、支持部材60とを備える。
容器本体50は、上下が密閉された略円筒形状をなす。容器本体50は、図示しない連結部材を介して筐体2に連結されている。容器本体50は、頂部に流入管501が設けられている。配管51は、第一配管511と第二配管512とを含む。第一配管511および第二配管512は、容器本体50の底部から容器本体50の内部を頂部側に向けて延びる。第一配管511は、一端が第一圧縮部41の圧縮室412に接続されており、他端が容器本体50の内部で開口している。また、第一配管511は、後述する支持部材60により支持される。第二配管512は、圧縮機本体4の第二圧縮部42に流体を供給するための配管である。第二配管512は、一端が第二圧縮部42の圧縮室422に接続されており、他端が容器本体50の内部で開口している。また、第二配管512は、後述する支持部材60により支持される。
上述のように構成された空調用圧縮機1は、外部要素(例えば蒸発器。図示せず。)を経た冷媒ガスがアキュムレータ5の容器本体50内に流入管501から供給される。冷媒ガスは、さらに、第一配管511を介して圧縮機本体4の第一圧縮部41に供給され、第二配管512を介して圧縮機本体4の第二圧縮部42に供給される。圧縮機本体4は、駆動部3に電源が供給されて回転軸33が回転することで、各ロータ411、421がクランク331、332により圧縮室412、422内を偏心回転し、圧縮室412、422内の冷媒ガスを圧縮する。圧縮室412、422にて圧縮された冷媒ガスは、吐出管21から筐体2の外部に吐出され、外部要素に供給される。
また、各圧縮室412、422内には、上述したように、潤滑油Lが供給される。各圧縮室412、422に供給された潤滑油Lの一部は、圧縮された冷媒ガスに含まれた状態で外部要素に供給される。アキュムレータ5は、容器本体50の上部に設けられた網状のフィルタ53により、外部要素を経た冷媒ガスから潤滑油Lや塵を気液分離する。アキュムレータ5は、気液分離した冷媒ガスを圧縮室412、422に供給する一方、気液分離した潤滑油Lを容器本体50の底部に溜める。なお、アキュムレータ5は、第一配管511に油戻孔511a、第二配管512に油戻孔512aが形成されており、容器本体50の底部に溜まった潤滑油Lを圧縮室412、422に戻すように構成されている。
次に、本実施形態にかかるアキュムレータ5が備える支持部材60について、図1および図2を参照しながら詳細に説明する。図2は、支持部材を示す横断面図である。支持部材60は、図1に示すように、底部61と、壁部62と、支持孔63と、貫通孔64(図2参照)とを有する。底部61は、図2に示すように円形状に形成される。壁部62は、底部61の外縁61aから垂直に立ち上がる。すなわち、支持部材60は、底部61と壁部62とにより椀状に形成されている。支持部材60は、例えば溶接によって、壁部62および外縁61aが容器本体50の内壁に固定される。なお、支持部材60の容器本体50内の高さ方向の位置は、第一配管511および第二配管512を適切に支持することができれば、いかなる位置であってもよいが、容器本体50が上下方向のいずれかの位置で複数に分割されている場合、その接合部に設けられることが好ましい。
支持孔63は、図1および図2に示すように、底部61に形成された貫通孔である。支持孔63は、第一支持孔631、第二支持孔632を含む。第一支持孔631および第二支持孔632は、互いに間隔を空けて底部61に形成される。第一支持孔631は、その内径が第一配管511の外径よりも若干大きく形成されている。第一支持孔631は、図1に示すように、第一配管511が挿入され、第一配管511を容器本体50内で支持する。第二支持孔632は、その内径が第二配管512の外径よりも若干大きく形成されている。第二支持孔632は、図1に示すように、第二配管512が挿入され、第二配管512を容器本体50内で支持する。このように、支持部材60により第一配管511および第二配管512を支持することで、第一配管511および第二配管512が容器本体50内で振動し、互いに接触することで騒音を発生させることが抑制される。
貫通孔64は、図2に示すように、底部61の第一支持孔631および第二支持孔632とは異なる位置に複数形成される。複数の貫通孔64は、容器本体50内の冷媒ガスや潤滑油L等を流通させるために設けられる孔部であり、アキュムレータ5の容積が支持部材60によって減少することを防止している。本実施形態において、複数の貫通孔64は、支持部材60の中心(底部61の中心)60aを基準として対称となる位置に配置されている。
ここで、本実施形態にかかる空調用圧縮機1のように、アキュムレータ5が圧縮機本体4に隣接して(筐体2に隣接して)設けられる場合、アキュムレータ5には、圧縮機本体4を駆動する駆動部3の磁気に起因した加振力や、圧縮機本体4の脈動に起因した加振力が、第一配管511および第二配管512、筐体2と容器本体50とを連結する図示しない連結部材を介して作用する。特に、圧縮機本体4の脈動による加振力がアキュムレータ5内の配管を振動させることにより、支持部材60を介してアキュムレータ5に振動が伝達され、騒音発生の要因となるおそれがある。
そこで、本実施形態において、支持部材60に形成される第一支持孔631の中心631aおよび第二支持孔632の中心632aは、図2に示すように、支持部材60の中心60aを通る中心線A1に対してずれている。中心線A1は、圧縮機本体4の作動で生じる脈動によって、第一配管511および第二配管512へと伝達される加振力のうち、図2において実線矢印で例示する最も支配的な加振力の方向Dに沿って中心60aを通る直線である。「中心線A1に対してずれている」とは、第一支持孔631の中心631aおよび第二支持孔632の中心632aが、中心線A1とは一致しない位置(中心線A1から離れた位置)に配置されることを意味する。これにより、圧縮機本体4の脈動による最も支配的な加振力が方向Dに沿って第一配管511および第二配管512に作用したとき、第一配管511および第二配管512から支持部材60へと伝達される最も支配的な加振力の一部が、中心60aを基準に支持部材60をひねる方向に分散される。その結果、第一配管511および第二配管512から支持部材60の外縁61aを介して、アキュムレータ5の容器本体50へと伝達される加振力が低減され、容器本体50の振動が抑制されるため、空調用圧縮機1での騒音発生が抑制される。
以上説明したように、本実施形態にかかるアキュムレータ5および空調用圧縮機1によれば、空調用圧縮機1の圧縮機本体4に隣接して設けられるアキュムレータ5で発生する振動を抑制し、空調用圧縮機1で発生する騒音を低減させることができる。
また、配管51(第一配管511、第二配管512)は、圧縮機本体4の圧縮室412、422の数に対応して容器本体50内に複数配置され、支持孔63(第一支持孔631、第二支持孔632)は、配管51に対応して複数設けられ、すべての支持孔63の中心(第一支持孔631の中心631a、第二支持孔632の中心632a)が、中心線A1に対してずれている。
この構成により、配管51が複数ある場合にも、各配管51(第一配管511、第二配管512)から支持部材60を介してアキュムレータ5の容器本体50へと伝達される加振力を低減させ、アキュムレータ5で発生する振動を抑制することができる。
図3は、支持部材の変形例を示す横断面図である。図3に示す支持部材600は、図2に示す支持部材60の複数の貫通孔64に代えて、複数の貫通孔640を有している。支持部材600のその他の構成要素は、支持部材60と同様のため、同一の符号を付し、説明を省略する。
複数の貫通孔640は、本実施形態では、一対の大径孔641、642と、一対の小径孔643、644とを含む。一対の大径孔641、642は、中心60aを図中上下方向に挟んで配置される。一対の小径孔643、644は、中心60aを図中左右方向に挟んで配置される。なお、図2および図3に示した貫通孔64、640の形状および位置は、例示であり、第一支持孔631および第二支持孔632と異なる位置に形成されるものであれば、アキュムレータ5に要求される性能に応じた種々の形状、位置を採用することができる。
これにより、支持部材600の隣り合う貫通孔640同士の間には、外縁61aから延びる肉部65が延在することになる。肉部65は、図示するように、肉部651、652、653、654を含む。肉部651は、大径孔641と小径孔643との間を延びる部分である。肉部652は、大径孔641と小径孔644との間を延びる部分である。肉部653は、大径孔642と小径孔643との間を延びる部分である。肉部654は、大径孔642と小径孔644との間を延びる部分である。
ここで、図3において、各二点鎖線は、肉部651の延在方向に沿った中心線B1、肉部652の延在方向に沿った中心線B2、肉部653の延在方向に沿った中心線B3、肉部654の延在方向に沿った中心線B4を示す。「延在方向」とは、肉部651、652、653、654の外縁61aから支持部材600の中心60a側に向けて延びる方向である。支持部材600において、第一支持孔631の中心631aおよび第二支持孔632の中心632aは、図示するように、各中心線B1、B2、B3、B4に対してずれている。「中心線B1、B2、B3、B4に対してずれている」とは、第一支持孔631の中心631aおよび第二支持孔632の中心632aが、中心線B1、B2、B3、B4とは一致しない位置(中心線B1、B2、B3、B4から離れた位置)に配置されることを意味する。
この構成により、圧縮機本体4から伝達される加振力がいかなる方向であっても、第一配管511、第二配管512から肉部651、652、653、654へと伝わる加振力の一部が、肉部651、652、653、654をひねる方向に分散される。その結果、第一配管511、第二配管512から支持部材600の肉部651、652、653、654を介して、アキュムレータ5の容器本体50へと伝達される加振力を低減させ、アキュムレータ5で発生する振動を抑制することができる。
なお、支持部材60、600の形状は、本実施形態に示したものに限られない。例えば、支持部材60、600は、容器本体50へと安定に固定可能でさえあれば、壁部62を備えなくてもよい。また、支持部材60、600に、第一支持孔631および第二支持孔632の縁部から上下方向の少なくとも何れか一方に突出する円筒状部を設け、円筒状部により第一配管511、第二配管512の外周を広く支持する構成としてもよい。また、容器本体50が略円筒形状でない場合、支持部材60、600は、容器本体50の内面形状に応じて、底部61が円形状以外の形状に形成されてもよい。
本実施形態では、ツインロータリー式の空調用圧縮機1を対象として実施形態にかかるアキュムレータ5の構成について説明したが、実施形態にかかるアキュムレータ5は、例えばシングルロータリー式の空調用圧縮機や、スクロール型の空調用圧縮機等、いかなる空調用圧縮機に適用されてもよい。
例えば、圧縮機本体4が圧縮室を1つのみ備え、アキュムレータ5と圧縮室とを接続する配管51が1つのみの構成の場合、支持部材60は、1つの配管51を支持するための支持孔63を一つ備えればよい。この場合にも、支持孔63の中心は、少なくとも図2に示す中心線A1に対してずれていればよく、図3に示す中心線B1、B2、B3、B4に対してずれていることが、より好ましい。
また、例えば、圧縮機本体4が圧縮室を3つ以上備え、アキュムレータ5と圧縮室とを接続する配管51が3つ以上の構成の場合、支持部材60は、複数の配管51の数に対応した3つ以上の支持孔63を備えればよい。この場合にも、3つ以上の支持孔63の中心は、少なくとも図2に示す中心線A1に対してずれていればよく、図3に示す中心線B1、B2、B3、B4に対してずれていることが、より好ましい。
1 空調用圧縮機
2 筐体
21 吐出管
22 油溜
3 駆動部
31 固定子
32 回転子
33 回転軸
331,332 クランク
333,333a,333b 油供給通路
4 圧縮機本体
41 第一圧縮部
411,421 ロータ
412,422 圧縮室
42 第二圧縮部
43 仕切板
44 軸受
431 挿通穴
5 アキュムレータ
50 容器本体
501 流入管
51 配管
511a,512a 油戻孔
511 第一配管
512 第二配管
53 フィルタ
60,600 支持部材
60a,631a,632a 中心
61a 外縁
61 底部
62 壁部
63 支持孔
64,640 貫通孔
65 肉部
631 第一支持孔
632 第二支持孔
641,642 大径孔
643,644 小径孔
651,652,653,654 肉部
A1,B1,B2,B3,B4 中心線
L 潤滑油

Claims (4)

  1. 空調用圧縮機の圧縮機本体に隣接して設けられ、気液分離させた冷媒ガスを容器本体から配管を介して前記圧縮機本体へと供給するアキュムレータであって、
    外縁が前記容器本体の内壁に取り付けられ、前記容器本体の内部で前記配管を支持する支持孔を有する支持部材を備え、
    前記支持孔の中心は、前記圧縮機本体から伝達される最も支配的な加振力の方向に沿って前記支持部材の中心を通る中心線に対してずれている
    ことを特徴とするアキュムレータ。
  2. 前記支持部材は、前記支持孔とは異なる位置に設けられた複数の貫通孔を有し、
    前記支持部材の隣り合う前記貫通孔同士の間には、前記外縁から延びる肉部が延在し、
    前記支持孔の中心は、前記肉部の前記外縁から前記支持部材の前記中心側に向けて延びる延在方向に沿った中心線に対してずれている
    ことを特徴とする請求項1に記載のアキュムレータ。
  3. 前記配管は、前記圧縮機本体の圧縮室の数に対応して前記容器本体内に複数配置され、
    前記支持孔は、複数配置された前記配管に対応して複数設けられ、
    すべての前記支持孔の中心が、前記中心線に対してずれている
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアキュムレータ。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアキュムレータと、前記配管を介して前記アキュムレータから冷媒ガスが供給される圧縮機本体とを備えることを特徴とする空調用圧縮機。
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