JP2020190197A - Hermetic type compressor and refrigerating device using the same - Google Patents
Hermetic type compressor and refrigerating device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020190197A JP2020190197A JP2016157157A JP2016157157A JP2020190197A JP 2020190197 A JP2020190197 A JP 2020190197A JP 2016157157 A JP2016157157 A JP 2016157157A JP 2016157157 A JP2016157157 A JP 2016157157A JP 2020190197 A JP2020190197 A JP 2020190197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- sliding
- cylinder
- compressor according
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
Abstract
Description
本発明はピストンの摺動損失を低減した密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a closed compressor with reduced sliding loss of a piston and a refrigerating device using the same.
近年、地球環境保護に対する要求から、家庭用冷凍装置はますます省エネ化への動きが加速されており、これに用いる密閉型圧縮機もその効率を上げることが強く要望されている。 In recent years, due to the demand for global environmental protection, the movement toward energy saving of household refrigeration equipment has been accelerated, and there is a strong demand for the efficiency of the sealed compressor used for this purpose.
このような中にあって、従来の冷凍装置用密閉型圧縮機は、圧縮室を摺動するピストンの側面の一部に段落ちを形成して、摺動面積を減らし、摺動損失を低減して効率を向上させている(例えば、特許文献1参照)。 Under such circumstances, the conventional sealed compressor for a refrigerating device forms a step drop on a part of the side surface of the piston that slides in the compression chamber to reduce the sliding area and reduce the sliding loss. The efficiency is improved (see, for example, Patent Document 1).
図8は特許文献1に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図9は従来の密閉型圧縮機に用いているピストンの外観図、図10は従来の密閉型圧縮機のシリンダ周辺の要部断面図である。 FIG. 8 is a vertical sectional view of the conventional closed compressor described in Patent Document 1, FIG. 9 is an external view of a piston used in the conventional closed compressor, and FIG. 10 is a cylinder of the conventional closed compressor. It is sectional drawing of the main part of the periphery.
図8から図10において、密閉容器2の底部には潤滑油4が貯留されており、圧縮機本体6はサスペンションスプリング8によって密閉容器2に対し弾性的に支持されている。
In FIGS. 8 to 10, the lubricating
圧縮機本体6は、電動要素10と、この電動要素10の上方に配設された圧縮要素12から構成されている。
The compressor
電動要素10は、固定子14および回転子16とから構成されている。圧縮要素12のシャフト18は、主軸部20と、主軸部20の上側に延出する偏心軸部22を備えており、主軸部20はシリンダブロック24の主軸受26に回転自在に軸支されるとともに、回転子16が嵌装固定されている。また、シャフト18は密閉容器2底部の潤滑油4を主軸部20外表面のらせん溝28などを経由して偏心軸部22上端へと供給する給油機構30を備えている。また、シリンダブロック24は円筒状のシリンダ34を備えており、ピストン36が往復自在に挿入され、偏心軸部22との間を連結手段23によって連結されている。
The electric element 10 is composed of a
ピストン36の外周面には、シリンダヘッド50側よりシール部37、摺動部40及び段落ち39の順で設けられている。シール部37はシリンダ34の内径面に対して小さなクリアランスとなるように円筒状に形成された摺動面であり、摺動部40はシール部37と同じ半径を有し、シール部37より後方側に連続して設けた摺動面であり、段落ち39は摺動部40より半径が小さくなるように設けた欠除部分である。
The outer peripheral surface of the
以上のように構成された従来の密閉型圧縮機は、電動要素10に通電されると、回転子16の回転に伴ってシャフト18も回転し、圧縮要素12は所定の圧縮動作を行う。
In the conventional sealed compressor configured as described above, when the electric element 10 is energized, the
ピストン36は、下死点から上死点に向かう際、摺動部40により案内されることにより、スムースにシリンダ34内を動く。
When the
ここで、ピストン36は、段落ち39が設けられているので摺動面積を縮小でき、ピストン36とシリンダ34との摺動抵抗が減り、摺動損失を低減することができる。
Here, since the
しかしながら、上記従来の構成では、更に摺動損失を低減するために、段落ち39と摺動部40との間の境界エッジ41を図10における圧縮機の縦方向に対してピストン36の中心側に移動させて、段落ち39の面積を拡大すると、ピストン36の側面に形成される摺動部40の幅が狭くなって以下のような課題が生じ、さらなる摺動損失の低減を図ることが困難であった。
However, in the above-mentioned conventional configuration, in order to further reduce the sliding loss, the
すなわち、圧縮機は、下死点から上死点へ向かう圧縮行程において、冷媒ガスの圧縮荷重をピストン36が受け、連結手段23を介してシャフト18がピストン36の反対方向へ強く押され、シャフト18がたわむ。その結果、ピストン36を上下方向に大きく傾ける力が働くことになる。ピストン36を上下方向に大きく傾ける力は、主に摺動部40で受けるが、境界エッジ41を圧縮機の縦方向に対してピストン36の中心側に移動させて摺動部40の幅を狭くすると、ピストン36の傾きが大きくなり、ピストン36のシール部37とシリンダ34の隙間が拡大する。その結果、ピストン36のシール部37とシリンダ34の隙間を介して、ピストン36の上死点側から下死点側へと漏れる冷媒ガスが増加し、冷凍能力が低下する。また、傾斜角度の増大に伴い、ピストン36の境界エッジ41付近における面圧が増大するため、局所的な摩耗を生じ、信頼性低下を引き起こす他、入力増化に伴う効率低下も生じる。
That is, in the compressor, the
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、信頼性を維持しつつ、効率と冷凍能力を高めた密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置を提供することを目的としたものである。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a closed compressor having improved efficiency and refrigerating capacity while maintaining reliability, and a freezing device using the same. is there.
本発明は、上記目的を達成するため、ピストンの外周面に、摺動面を形成する円筒状のシール部と、シール部の後方に位置し、シール部と同じ半径を有し、ピストンにかかる側圧を支持する摺動部とを備え、前記摺動部にはディンプル状の複数の凹部を設けた構成としてある。 In order to achieve the above object, the present invention has a cylindrical seal portion forming a sliding surface on the outer peripheral surface of the piston, is located behind the seal portion, has the same radius as the seal portion, and is applied to the piston. It is provided with a sliding portion that supports lateral pressure, and the sliding portion is provided with a plurality of dimple-shaped recesses.
これにより、摺動部の幅を狭め段落ちの面積を拡大するようなことなくピストンの摺動面積の縮小が図れるので、摺動損失を低減でき、高効率化が達せられると共に、ピストンがシリンダに対して上下方向に傾きにくくなるので、冷媒ガスの漏れを抑制でき、冷凍能力の低下を防止することができる。しかもピストンの傾斜時に摺動部に生じる面圧が低減されるので、局部的な摩耗を低減することができる。また、偏心軸部の上端より、飛散した潤滑油を摺動部に設けた凹部に貯留させ、凹部から摺動部やシール部へ供給することで、摺動面を潤滑し、シール作用をより確実にするとともに、荷重支持部の摩耗の発生を防止することができる。 As a result, the sliding area of the piston can be reduced without narrowing the width of the sliding portion and expanding the area of step drop, so that the sliding loss can be reduced, high efficiency can be achieved, and the piston can be cylinderd. Since it is less likely to tilt in the vertical direction, leakage of the refrigerant gas can be suppressed and a decrease in refrigerating capacity can be prevented. Moreover, since the surface pressure generated in the sliding portion when the piston is tilted is reduced, local wear can be reduced. In addition, the lubricating oil scattered from the upper end of the eccentric shaft portion is stored in the recess provided in the sliding portion and supplied from the recess to the sliding portion and the sealing portion to lubricate the sliding surface and improve the sealing action. It can be ensured and the occurrence of wear of the load supporting portion can be prevented.
本発明は、上記した構成により、ピストンとシリンダ間の冷媒ガスの漏れを低減し、かつ摺動損失を低減して効率を向上させるとともに、ピストンのシール部や摺動部の摩耗の発生を防止して信頼性を向上させ、効率及び冷凍能力の高い密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置とすることができる。 According to the above-described configuration, the present invention reduces leakage of refrigerant gas between the piston and the cylinder, reduces sliding loss to improve efficiency, and prevents wear of the piston seal portion and sliding portion. As a result, reliability can be improved, and a closed compressor having high efficiency and refrigerating capacity and a refrigerating apparatus using the same can be obtained.
第1の発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素の上方に配置された圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部と給油機構とを有するシャフトと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受とシリンダとを備えたシリンダブロックと、前記シリンダの内部に往復動可能に挿設されたピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段とで構成され、前記ピストンの外周面は、摺動面を形成する円筒状のシール部と、前記シール部の後方に位置し、前記シール部と同じ半径を有し、ピストンにかかる側圧を支持する摺動部とからなり、かつ、前記摺動部にはディンプル状の複数の凹部を形成した構成としてある。 The closed compressor of the first invention stores lubricating oil in a closed container, and also houses an electric element having a stator and a rotor and a compression element arranged above the electric element. The compression element includes a shaft having a main shaft portion to which the rotor is fixed, an eccentric shaft portion, and a refueling mechanism, a cylinder block including a main bearing and a cylinder that pivotally support the main shaft portion of the shaft, and the cylinder block. It is composed of a piston that is reciprocally inserted inside the cylinder and a connecting means that connects the piston and the eccentric shaft portion, and the outer peripheral surface of the piston is a cylindrical seal that forms a sliding surface. A portion and a sliding portion located behind the seal portion, having the same radius as the seal portion, and supporting the lateral pressure applied to the piston, and the sliding portion has a plurality of dimple-shaped recesses. It is a structure that forms.
これにより、摺動部の幅を狭め段落ちの面積を拡大するようなことなくピストンの摺動面積の縮小が図れるので、摺動損失の低減を図ることができ、効率化を達することができる。また、ピストンがシリンダに対して上下方向に傾きにくくなることによって、冷媒ガスの漏れを抑制でき、体積効率の低下を防止することができる。しかもピストンの傾斜時に摺動部に生じる面圧が低減されるので、局部的な摩耗を低減することができる。また、偏心軸部の上端より、飛散した潤滑油を摺動部の凹部に貯留させ、凹部から摺動部やシール部へと供給することで、摺動面を潤滑し、シール作用をより確実にするとともに、荷重支持部の摩耗の発生を防止することができる。その結果、信頼性が高く、効率と冷凍能力の高い密閉型圧縮機とすることができる。 As a result, the sliding area of the piston can be reduced without narrowing the width of the sliding portion and expanding the area of step drop, so that the sliding loss can be reduced and the efficiency can be improved. .. Further, since the piston is less likely to tilt in the vertical direction with respect to the cylinder, leakage of the refrigerant gas can be suppressed and a decrease in volumetric efficiency can be prevented. Moreover, since the surface pressure generated in the sliding portion when the piston is tilted is reduced, local wear can be reduced. In addition, the lubricating oil scattered from the upper end of the eccentric shaft portion is stored in the recess of the sliding portion and supplied from the recess to the sliding portion and the sealing portion to lubricate the sliding surface and ensure the sealing action. At the same time, it is possible to prevent the occurrence of wear of the load supporting portion. As a result, a closed compressor with high reliability, high efficiency and high refrigerating capacity can be obtained.
第2の発明は、特に第1の発明において、前記ピストンが上死点に向かう際に、連結手段により前記ピストンが押圧される方向を負荷側とすると、前記ピストンの摺動部に形成したディンプル状の複数の凹部の反負荷側の面積率が負荷側の面積率に比べ1.2倍高い構成としてある。 A second invention, particularly in the first invention, is a dimple formed on a sliding portion of the piston, where the load side is the direction in which the piston is pressed by the connecting means when the piston heads for top dead center. The area ratio on the non-load side of the plurality of concave portions is 1.2 times higher than the area ratio on the load side.
これにより、圧縮作用に伴いピストンの側面方向に作用する荷重の大きさに応じた面積率を選択したことで、信頼性を確保しながら摺動面の面積を最小にして摺動損失を低減し、効率を向上することができる。 As a result, by selecting the area ratio according to the magnitude of the load acting in the lateral direction of the piston due to the compression action, the area of the sliding surface is minimized while ensuring reliability, and the sliding loss is reduced. , Efficiency can be improved.
第3の発明は、特に第1または第2の発明において、前記ピストンにおけるディンプル状の複数の凹部の深さはピストンの先端側を最も深くして、前記ピストンの先端側から離れるに従って順次、浅くした構成としてある。 In the third invention, particularly in the first or second invention, the depth of the plurality of dimple-shaped recesses in the piston is deepest on the tip end side of the piston and gradually becomes shallower as the distance from the tip end side of the piston increases. It is as a configuration.
これにより偏心軸部の上端より飛散した潤滑油を凹部の最深部に多く貯留することができるとともに、ピストンが下死点から上死点に移動する際に、ピストンの先端側から離れるに従って順次、浅くする形状がくさび効果を発生させ、ピストン側面への潤滑作用を増大させることができ、ピストンの摺動部の摺動損失の低減を図ることができるとともに、摺動面の摩耗の発生を防止し、密閉型圧縮機の効率と信頼性をより効果的に向上させるこ
とができる。
As a result, a large amount of lubricating oil scattered from the upper end of the eccentric shaft portion can be stored in the deepest part of the recess, and when the piston moves from the bottom dead center to the top dead center, the distance from the tip side of the piston increases. The shallow shape causes a wedge effect, can increase the lubricating action on the side surface of the piston, reduce the sliding loss of the sliding part of the piston, and prevent the occurrence of wear on the sliding surface. However, the efficiency and reliability of the closed compressor can be improved more effectively.
第4の発明は、特に第1から第3のいずれかの発明において、前記ピストンの表面に合成樹脂を成分に含む表面処理を施した構成としてある。 The fourth invention is a configuration in which the surface of the piston is subjected to a surface treatment containing a synthetic resin as a component, particularly in any one of the first to third inventions.
これにより、合成樹脂を含む表面処理により耐久性が向上し、摺動面積を小さくして摺動損失を低減することができるとともに、高荷重条件でピストン側面の面圧が高くなっても損傷を防止することができ、密閉型圧縮機の信頼性を更に向上することができる。 As a result, the surface treatment containing synthetic resin improves durability, reduces the sliding area and reduces sliding loss, and damages even if the surface pressure on the side surface of the piston increases under high load conditions. This can be prevented and the reliability of the closed compressor can be further improved.
第5の発明は、特に第1から第4のいずれかの発明において、前記電動要素はインバータ回路により複数の回転数で駆動する構成としてある。 A fifth invention, particularly in any one of the first to fourth inventions, has a configuration in which the electric element is driven by an inverter circuit at a plurality of rotation speeds.
これにより信頼性が高く効率の良い運転を広範囲において行うことができる。すなわち、低回転数の運転でピストンへの潤滑油の供給が低下しても凹部に潤滑油を貯留でき、その凹部から摺動部やシール部へ供給することで、摺動面を潤滑し、シール作用を確実にするとともに、荷重支持部の摩耗の発生を防止することができ、低回転から高回転に至る全域において信頼性及び効率の高い運転が可能となる。 As a result, highly reliable and efficient operation can be performed in a wide range. That is, even if the supply of the lubricating oil to the piston decreases due to the operation at a low rotation speed, the lubricating oil can be stored in the concave portion, and by supplying the lubricating oil from the concave portion to the sliding portion or the sealing portion, the sliding surface is lubricated. It is possible to ensure the sealing action and prevent the occurrence of wear of the load supporting portion, and it is possible to operate with high reliability and efficiency in the entire range from low rotation to high rotation.
第6の発明は冷凍装置であり、この冷凍装置は前記第1から第5のいずれかの発明の密閉型圧縮機を用いた構成としてある。 The sixth invention is a refrigerating apparatus, and the refrigerating apparatus is configured to use the closed compressor according to any one of the first to fifth inventions.
これにより、密閉型圧縮機の効率及び信頼性が高いので、冷凍装置の消費電力を低減することができるとともに、信頼性も高いものとすることができる。 As a result, the efficiency and reliability of the closed compressor are high, so that the power consumption of the refrigerating apparatus can be reduced and the reliability can be made high.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
(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は同実施の形態における密閉型圧縮機の上面断面図、図3は同実施の形態における下死点でのシリンダ周辺の要部断面図、図4は同実施の形態におけるピストンの側面図、図5は同実施の形態におけるピストン側面に作用する荷重を示す特性図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a vertical sectional view of the closed compressor according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top sectional view of the closed compressor according to the same embodiment, and FIG. 3 is a bottom dead center view of the same embodiment. A cross-sectional view of a main part around the cylinder, FIG. 4 is a side view of the piston in the same embodiment, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing a load acting on the side surface of the piston in the same embodiment.
図1〜図4において、この密閉型圧縮機は密閉容器102の内部に潤滑油104を貯留するとともに、温暖化係数の低い冷媒ガスであるR600a(イソブタン)が充填されている。そして、密閉容器102内には圧縮機本体106がサスペンションスプリング108により懸架されている。
In FIGS. 1 to 4, the closed compressor stores the lubricating
圧縮機本体106は、電動要素110と、これによって駆動される圧縮要素112とからなり、密閉容器102には電動要素110に電源を供給するための電源端子113が取り付けられている。
The compressor
電動要素110の上方に配設された圧縮要素112は、シャフト118とシリンダブロック124とピストン136と連結手段123等で構成されている。
The
シャフト118は、主軸部120と、主軸部120上端から延出し、主軸部120と平行な偏心軸部122とからなり、密閉容器102内の底部に貯留された潤滑油104を主軸部120の下端から偏心軸部122の上端まで供給する給油機構130を備えている。
The
給油機構130は、主軸部120の外表面に形成された、らせん溝128などによって
構成されている。
The
シリンダブロック124は主軸受126を備え、この主軸受126にシャフト118の主軸部120を回転自在な状態で挿入して支持している。
The
また、シリンダブロック124は円筒状の孔部であるシリンダ134を備えており、このシリンダ134にピストン136が往復自在に挿入されている。
Further, the
連結手段123は、両端に設けた孔部がそれぞれピストン136に取り付けられたピストンピン143(図2参照)と、偏心軸部122に嵌挿されることで、偏心軸部122とピストン136とを連結している。
The connecting means 123 connects the
また、シリンダ134の端面には、バルブプレート146が取り付けられ、シリンダ134およびピストン136とともに圧縮室148を形成している。ここで、圧縮要素112は、冷媒ガスを圧縮する際にピストン136にかかる荷重が連結手段123を介して、偏心軸部122に作用し、この偏心軸部122に作用した荷重を偏心軸部122の下側に配置された主軸部120と主軸受126で支持する片持ち軸受の構造になっている。
A
またシリンダ134は、バルブプレート146を覆って蓋をするようにシリンダヘッド150が固定されている。
Further, the
さらに、PBTなどの樹脂で成形され、内部に消音空間を形成した吸入マフラ152がシリンダヘッド150の下に取り付けられている。
Further, a
電動要素110はシリンダブロック124の下方に固定された固定子114と、固定子114の内径側に配設され、かつ主軸部120に焼嵌めなどの方法で固定された回転子116とで構成されたDCブラシレスモータである。なお、固定子114は鋼板を積層した鉄心の複数の磁極歯に絶縁材を介して巻線(図示せず)を直接、巻回して構成されており、回転子116は永久磁石(図示せず)を内蔵している。
The
また、固定子114の巻線が電源端子113を経由して密閉型圧縮機外のインバータ回路(図示せず)と導線により接続されることによって、本実施の形態の密閉型圧縮機は複数の回転数で駆動される。
Further, the winding of the
次に図3を用いてピストン136の構成について詳述する。
Next, the configuration of the
ピストン136は、その外周面に、シリンダヘッド150側よりシール部137、摺動部140及び段落ち139が設けられている。シール部137はシリンダ134内周面に対して小さなクリアランスとなるように円筒状に形成された摺動面であり、摺動部140はシール部137と同じ半径を有し、シール部137より後方側に連続して設けた摺動面であり、段落ち139は摺動部140より半径が小さくなるように設けた欠除部分である。
The
ここで、上記摺動部140にはディンプル状の複数の凹部142が設けられている。凹部142の深さは平均で0.2mm程度となっている。また凹部142は千鳥状に配置され、この例では楕円形状となっている。また、摺動部140に設けたディンプル状の複数の凹部142の面積率は圧縮機上部から見て左右で異なる。具体的にはピストン136が下死点から上死点に向かって移動し冷媒ガスを圧縮する際に、ピストン136が連結手段123によりシリンダ134内壁に押圧されて、摺動面に負荷がかかる方向(図3における下向き方向、以下、負荷側という)の凹部142の面積率Aは、反対側(図3における
上向き方向、以下、反負荷側という)の凹部142の面積率Bより低い。具体的には、面積率Bは面積率Aの約1.6倍となっている。また、凹部142の深さはピストン136の先端側を最も深くして、ピストン136の先端側から離れるに従い、順次浅くしてある。
Here, the sliding
さらに、ピストン136の外周面は、合成樹脂を成分に含む表面処理を施している。これは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や、黒鉛やニ硫化モリブデンなどの固体潤滑材を配合したポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などのいわゆるエンジニアリングプラスチックが、耐熱、耐薬品性、摺動時の耐力の観点から優れている。
Further, the outer peripheral surface of the
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 operation of the sealed compressor configured as described above will be described below.
電源端子113より電動要素110に通電されると、固定子114に発生する磁界により回転子116はシャフト118とともに図2の矢印の方向に回転する。主軸部120の回転に伴う偏心軸部122の偏心回転は、連結手段123により変換され、ピストン136をシリンダ134内で往復運動させる。そして、圧縮室148が容積変化することで、密閉容器102内の冷媒ガスを圧縮室148内に吸入した後、圧縮する圧縮動作を行う。
When the
ここで、この圧縮行程においてピストン136が下死点から上死点へ向かう際、冷媒ガスの圧縮荷重をピストン136が受け、連結手段123を介してシャフト118がピストン136の反対方向へ強く押されることで、シャフト118がたわむ。その結果、ピストン136を上下方向に大きく傾ける力が働くことになる。
Here, when the
上記ピストン136に働く上下方向に大きく傾ける力は、主に摺動部140で受けるが、摺動部140は複数の凹部142を設けて摺動面積を減らしているため、摺動部140に発生する摺動損失を低減することができる。
The large vertical tilting force acting on the
また、境界エッジ141を圧縮機の縦方向に対してピストン136の中心側に移動、換言すると摺動部140の幅を狭くするようなことをしていないので、ピストン136が傾斜する角度の増大を抑制することができる。したがって、ピストン136のシール部137とシリンダ134の隙間が大きくならないので、ピストン136の上死点側から下死点側へと漏れる冷媒ガスの量の増加を防ぎ、冷凍能力の低下を抑制できる。
Further, since the
更にまた、前記ピストン136の傾斜角度が増大しないので、ピストン136の境界エッジ141付近における面圧が増大せず、局所的な摩耗を抑制でき、信頼性低下を防ぎつつ、入力を低減して効率を向上することができる。
Furthermore, since the inclination angle of the
また、圧縮動作を行う際、偏心軸部122とピストンピン143とを連結する連結手段123を介してピストン136に作用力が働き、シリンダ134の側面にピストン136が押し付けられる。すなわち、ピストン136は圧縮室148の圧力やピストン136の慣性力に抗して往復動するため、前記ピストン136に働く作用力はシリンダ134の軸方向に対して斜め方向に働き、この分力によりピストン136はシリンダ134の側面に押し付けられることになる。
Further, when performing the compression operation, an acting force acts on the
図5は、主軸部120の一回転中にピストン136がシリンダ134側面へ押し付けられる荷重の状況を示す特性図であり、図中上方向が負荷側荷重、下方向が反負荷側荷重を示す。また、破線で示した特性は、通常の運転圧力条件における低回転数で駆動された場合の荷重であり、実線は高い運転圧力条件における高回転数で駆動された場合の条件での荷重を示している。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the state of the load in which the
このピストン136にかかる側圧荷重は、運転圧力条件や回転数、ピストン136など部品の質量、シリンダ134と主軸受126の軸のオフセット量などによって変化するが、一般的には負荷側の荷重が反負荷側より大きい場合が多い。図5の実線で示した高圧力高回転数条件の場合、負荷側と反負荷側それぞれの荷重の最大値の比率はおよそ1.6:1である。
The lateral pressure load applied to the
従って、凹部の面積率Bは面積率Aの少なくとも1.2倍から2倍の間で大きくするのがよい。1.2倍以下だと摺動損失低減効果が少なく、2倍以上だと反負荷側の面圧が上がりすぎる。より好ましくは、上記凹部の面積率Bは面積率Aの約1.6倍±10%とするのが良く、この場合最大荷重が作用した場合の面圧を同等とすることができるので、耐久性を確保しながら摺動面積を最小にすることができる。 Therefore, the area ratio B of the recess should be increased at least 1.2 times to 2 times the area ratio A. If it is 1.2 times or less, the sliding loss reduction effect is small, and if it is 2 times or more, the surface pressure on the counterload side rises too much. More preferably, the area ratio B of the recess is about 1.6 times ± 10% of the area ratio A, and in this case, the surface pressure when the maximum load is applied can be made the same, so that the durability is sufficient. The sliding area can be minimized while ensuring the property.
なお、圧縮動作に伴う吸入行程において、密閉容器102内の冷媒ガスは、吸入マフラ152を介して圧縮室148内に間欠的に吸入され、圧縮室148内で圧縮された後、高温高圧の冷媒ガスは吐出配管149などを経由して密閉容器102からの冷凍サイクル(図示せず)へ送られる。
In the suction stroke accompanying the compression operation, the refrigerant gas in the
また、シャフト118の回転に伴う給油機構130の作用により、密閉容器102底部に貯留された潤滑油104は、シャフト118下端より上方へ搬送され、偏心軸部122先端より飛散する。
Further, due to the action of the
ここで、上記飛散した潤滑油104の一部は、下死点付近でシリンダ134の外部へ露出したピストン136の凹部142に付着する。その後、ピストン136の往復運動に伴い、凹部142がシリンダ134内へ引き戻されることで、潤滑油104はピストン136とシリンダ134の摺動面をより確実に潤滑することになる。その結果、シール部137にて圧縮室148の気密性を良好に維持するとともに、特に荷重が大きく作用する摺動部140の潤滑状態を良好なものとすることができるので、摩耗の発生を防止し、信頼性を向上することができる。
Here, a part of the scattered
また、凹部142の深さはピストン136の先端側を最も深くして、ピストン136の先端側から離れるに従って、順次浅くしてあるので、ピストン136が下死点付近で凹部142に付着した潤滑油104は、その後、ピストン136の往復運動に伴い、ピストン136が上死点に移動する際に、くさび効果が発生して摺動部140をより確実に潤滑することができる。したがって、特に荷重が大きく作用する摺動部140の潤滑状態を良好なものとして摩耗の発生を防止し、信頼性を向上することができる。
Further, since the depth of the
尚、本実施例の形態では凹部の形状を楕円形状としたが真円、長方形状や三角形状でも同様の効果が得られる。 In the embodiment of the present embodiment, the shape of the concave portion is elliptical, but the same effect can be obtained with a perfect circle, a rectangle, or a triangle.
また、ピストン136の表面に合成樹脂を成分に含む表面処理を施しているので、摺動面積が小さくてもさらに摺動損失を低減することができ、その結果、入力を低減することができて、効率を向上することができる。さらに、運転圧力が高い条件などで摺動面の面圧が高くなっても表面処理により損傷を防止することができるので、信頼性を向上することもできる。
Further, since the surface of the
(実施の形態2)
図6は実施の形態2における密閉型圧縮機のピストンを示す側面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a side view showing the piston of the closed compressor according to the second embodiment.
この実施の形態におけるピストン160は、その上側面および下側面に、少なくとも下
死点付近で密閉容器内の空間と連通するように段落ち162が形成されるとともに、上側面および下側面の段落ち162の間に摺動部166が形成されている。
In the
このような形状においても摺動部166に凹部168を形成することで、上記実施の形態1と同様の効果を得ることが出来る。
Even in such a shape, by forming the
(実施の形態3)
図7は本発明の実施の形態2における冷凍装置の概略断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the refrigerating apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図7において、断熱箱体180はABSなどの樹脂体を真空成型した内箱182とプリコート鋼板などの金属材料を用いた外箱184とで構成された空間に発泡充填する断熱体186を注入してなる断熱壁を備えている。断熱体186は例えば硬質ウレタンフォームやフェノールフォームやスチレンフォームなどが用いられる。発泡材としてはハイドロカーボン系のシクロペンタンを用いると、温暖化防止の観点でさらによい。
In FIG. 7, the
断熱箱体180は複数の断熱区画に区分されており、上部を回転扉式、下部を引出し式とする構成をとっている。上から冷蔵室188、並べて設けた引出し式の切替室190および製氷室192と、引出し式の野菜室194と、引出し式の冷凍室196となっている。各断熱区画にはそれぞれ断熱扉がガスケットを介して設けられている。上から冷蔵室回転扉198、切替室引出し扉200、製氷室引出し扉202、野菜室引出し扉204、冷凍室引出し扉206である。また、断熱箱体180の外箱184は、天面後方を窪ませた凹み部208を備えている。
The
冷凍サイクルは前記凹み部208に弾性支持して配設した密閉型圧縮機210と、断熱箱体180側面などに設けた凝縮器(図示せず)と、減圧器であるキャピラリ212と、水分除去を行うドライヤ(図示せず)と、野菜室194と冷凍室196の背面で冷却ファン214を近傍に配置して設けた蒸発器216と、吸入配管218とを環状に接続して構成されている。そして、上記密閉型圧縮機210は実施の形態1で説明した密閉型圧縮機で構成されている。
The refrigeration cycle consists of a
以上のように構成された冷凍装置について、以下その動作、作用を説明する。 The operation and operation of the refrigerating apparatus configured as described above will be described below.
まず各断熱区画の温度設定と冷却方式について説明する。冷蔵室188は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常1〜5℃で設定されている。
First, the temperature setting and cooling method of each heat insulating section will be described. The refrigerating
切替室190はユーザーの設定により温度設定を変更可能であり、冷凍室温度帯から冷蔵、野菜室温度帯まで所定の温度設定にすることができる。 The temperature setting of the switching chamber 190 can be changed by the user's setting, and a predetermined temperature setting can be set from the freezing chamber temperature zone to the refrigerating and vegetable chamber temperature zones.
また、製氷室192は独立の氷保存室であり、図示しない自動製氷装置を備えて、氷を自動的に作製、貯留するものである。氷を保存するために冷凍温度帯であるが、氷の保存が目的であるために冷凍温度帯よりも比較的高い−18℃〜−10℃の冷凍温度で設定されることも可能である。 Further, the ice making chamber 192 is an independent ice storage chamber, which is provided with an automatic ice making device (not shown) to automatically prepare and store ice. Although it is a freezing temperature range for storing ice, it is also possible to set a freezing temperature of -18 ° C to -10 ° C, which is relatively higher than the freezing temperature range for the purpose of storing ice.
野菜室194は冷蔵室188と同等もしくは若干高い温度設定の2℃〜7℃とすることが多い。凍らない程度で低温にするほど葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。
The
冷凍室196は冷凍保存のために通常−22〜−18℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−30や−25℃の低温で設定されることもある。
The freezing
各室は異なる温度設定を効率的に維持するために断熱壁によって区分されているが、低コストでかつ断熱性能を向上させる方法として断熱体186で一体に発泡充填することが可能である。発泡スチロールのような断熱部材を用いるのに比べて約2倍の断熱性能とすることができ、仕切りの薄型化による収納容積の拡大などができる。
Each chamber is separated by a heat insulating wall in order to efficiently maintain different temperature settings, but it is possible to integrally foam and fill with a
次に冷凍サイクルの動作について説明する。 Next, the operation of the refrigeration cycle will be described.
庫内の設定された温度に応じて温度センサ(図示せず)および制御基板からの信号により冷却運転が開始および停止される。冷却運転の指示により密閉型圧縮機210が所定の圧縮動作を行い、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器(図示せず)にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ212で減圧されて低温低圧の液冷媒となり蒸発器216に至る。
The cooling operation is started and stopped by signals from the temperature sensor (not shown) and the control board according to the set temperature in the refrigerator. The sealed
冷却ファン214の動作により、庫内の空気と熱交換されて蒸発器216内の冷媒ガスは蒸発気化され、熱交換された低温の冷気をダンパ(図示せず)などで分配することで各室の冷却が行われる。
By the operation of the cooling
以上のような動作を行う冷凍装置に、摺動損失が低減し効率が向上した実施の形態1で示す密閉型圧縮機を搭載することにより、冷凍装置の消費電力を低減することができる。 By mounting the closed compressor shown in the first embodiment in which the sliding loss is reduced and the efficiency is improved in the refrigerating apparatus performing the above operation, the power consumption of the refrigerating apparatus can be reduced.
また、密閉型圧縮機の信頼性が向上しているので、冷凍装置の信頼性も向上することができる。 Further, since the reliability of the sealed compressor is improved, the reliability of the refrigerating device can also be improved.
以上のように、本発明は、ピストンの摺動面積を縮小しながら、摺動面の給油を確実に行うことで、信頼性を向上させつつ、効率及び冷凍能力の高い密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置を提供することができる。したがって、家庭用電気冷凍冷蔵庫に限らず、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等やその密閉型圧縮機に広く適用できる。 As described above, the present invention is a closed compressor having high efficiency and freezing capacity while improving reliability by reliably refueling the sliding surface while reducing the sliding area of the piston. A freezing device using the above can be provided. Therefore, it can be widely applied not only to household electric refrigerators and freezers, but also to air conditioners, vending machines, other refrigerating devices, and their sealed compressors.
102 密閉容器
104 潤滑油
110 電動要素
112 圧縮要素
114 固定子
116 回転子
118 シャフト
120 主軸部
122 偏心軸部
123 連結手段
124 シリンダブロック
126 主軸受
130 給油機構
134 シリンダ
136、160 ピストン
137 シール部
139、162 段落ち
140、166 摺動部
142、168 凹部
210 密閉型圧縮機
102
Claims (6)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016157157A JP2020190197A (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Hermetic type compressor and refrigerating device using the same |
PCT/JP2017/028797 WO2018030414A1 (en) | 2016-08-10 | 2017-08-08 | Hermetic compressor and refrigeration device using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016157157A JP2020190197A (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Hermetic type compressor and refrigerating device using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020190197A true JP2020190197A (en) | 2020-11-26 |
Family
ID=61162304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016157157A Pending JP2020190197A (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | Hermetic type compressor and refrigerating device using the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020190197A (en) |
WO (1) | WO2018030414A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111287937A (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-16 | 安徽美芝制冷设备有限公司 | Piston and manufacturing method thereof, compressor and refrigeration equipment |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009299647A (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Denso Corp | Vehicular refrigerant compressor and method for manufacturing same |
JP6048849B2 (en) * | 2013-01-22 | 2016-12-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Hermetic compressor and refrigerator |
-
2016
- 2016-08-10 JP JP2016157157A patent/JP2020190197A/en active Pending
-
2017
- 2017-08-08 WO PCT/JP2017/028797 patent/WO2018030414A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018030414A1 (en) | 2018-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6048849B2 (en) | Hermetic compressor and refrigerator | |
JP6469575B2 (en) | Hermetic compressor and refrigerator or refrigeration apparatus equipped with the same | |
US10641259B2 (en) | Sealed compressor and refrigeration device | |
JP2006169998A (en) | Hermetic compressor | |
EP2851563A1 (en) | Hermetic compressor and refrigeration device comprising same | |
WO2015011906A1 (en) | Sealed compressor and refrigeration device | |
WO2018030414A1 (en) | Hermetic compressor and refrigeration device using same | |
JP2019074094A (en) | Sealed compressor, refrigeration device including sealed compressor and refrigerator including sealed compressor | |
WO2013136814A1 (en) | Hermetically sealed compressor, and freezing device provided therewith | |
JP6480142B2 (en) | Hermetic compressor, refrigeration apparatus including the hermetic compressor, and refrigerator including the hermetic compressor | |
WO2015129184A1 (en) | Sealed compressor and refrigeration device | |
JP2016169605A (en) | Compressor and refrigerator using the same | |
JP6010762B2 (en) | Hermetic compressor and refrigerator including the same | |
JP6363849B2 (en) | Hermetic compressor and refrigerator | |
JP2019138268A (en) | Refrigerant compressor and freezer using the same | |
JP2018091236A (en) | Hermetic type compressor and freezer using the same | |
JP2015007381A (en) | Hermetic compressor | |
US8601933B2 (en) | Hermetic compressor and fridge-freezer | |
JP2016017501A (en) | Hermetic type compressor and refrigerator | |
JP2015025364A (en) | Hermetic compressor and refrigerator | |
JP2007218191A (en) | Compressor and automatic vending machine | |
JP2017150343A (en) | Hermetic type compressor and refrigerator using the same | |
JP2015232305A (en) | Hermetic type compressor and freezer refrigerator | |
JP2014105588A (en) | Hermetic type compressor, and refrigerator, freezer, and air conditioner using the same | |
JP2013044255A (en) | Closed compressor and refrigerator using the same |