JP4744305B2 - 密閉型回転圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば冷蔵庫、ショーケース、ヒートポンプ給湯器など冷媒回路の一部を形成し、冷媒ガスを圧縮する密閉型回転圧縮機に係わるもので、密閉容器の耐圧性を向上させることに関するものである。

一般に密閉容器の耐圧に対する安全性については、ＪＩＳ Ｂ８６２０「小型冷凍装置の安全基準」（非特許文献１）に規定されているように、密閉容器が曝される圧力に対して何倍かの耐圧性が要求されている。従来この種技術では、たとえば特開２００３−１６１２６２号公報（特許文献１）で示されているように、密閉容器のターミナル取り付け部分を高耐圧化するように、密閉容器の耐圧が低い部分を高耐圧化する構造等が開示されている。また、特開２００５−２３３１３９号公報（特許文献２）では、密閉容器外周に焼嵌め等により円筒部材を装着する構造が開示されている。

ＪＩＳ Ｂ８６２０「小型冷凍装置の安全基準」 特開２００３−１６１２６１号公報 特開２００５−２３３１３９号公報

特許文献１で示されているような密閉容器の一部分、即ちターミナル取り付け部を高耐圧化するような構造の場合、密閉容器板厚を増やすことで全体の高耐圧化を図らなければならない。

また、特許文献２に示された密閉容器円筒部の外径面に、該外径より小径となる内径面を有する円筒部材を焼嵌め等により、密閉容器内の圧力により起こる変形を防止したい位置に取り付ける場合、円筒部材を焼嵌めた部分で密閉容器内径部の変形が発生する。特に圧縮機構部に近い部分に円筒部材を焼嵌めた場合には、焼嵌め時の加熱により、密閉容器が変形し、圧縮機構部にズレ、傾き、変形等が発生し、組み立て精度の低下、圧縮機の性能低下、圧縮機の信頼性低下を起こすという問題があった。本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、加熱による熱変形を防止すると共に、密閉容器の補強を行うことを目的とする。

本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであって、請求項１の発明は、冷媒を圧縮する圧縮要素と該圧縮要素を駆動する駆動要素とを円筒状の密閉容器内に収納し、前記圧縮要素にて圧縮された冷媒を密閉容器外に吐出する密閉型回転圧縮機において、前記密閉容器の内径を拡大させると共に、内径精度を向上させるエキスパンド工程を利用して、前記密閉容器を外側へ膨張させることにより、該密閉容器に当接保持された補強円筒部材を設けたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、上記請求項１に加え、圧縮要素は第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部とを備え、第１の圧縮機構部で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器の冷媒を第２の圧縮機構部で圧縮することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、上記請求項１に加え、圧縮要素は第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部とを備え、第１の圧縮機構部で圧縮された冷媒を、第２の圧縮機構部で圧縮した後、密閉容器内に吐出することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、上記請求項１乃至請求項３に加え、補強円筒部材を配設する位置が圧縮要素から駆動要素に跨っていることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、上記請求項１に加え、補強円筒部材を配設する位置が、圧縮要素の吸入通路の上下に設けられていることを特徴とする。

また、請求項６の発明は、上記請求項２及び請求項３に加え、補強円筒部材を配設する位置が、圧縮要素と駆動要素の間及び、第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部の間に設けられていることを特徴とする。

以上詳述した如く本発明によれば、密閉容器内に冷媒を吐出する圧縮機において、この冷媒圧力により密閉容器円筒部の変形を受け易い部位の変形を効果的に抑えることが出来るため、密閉容器円筒部全体の板厚を増加させる必要がなくなり、材料費の低減と圧縮機質量の低減が図れる。また、補強円筒部材をエキスパンドで円筒部材が拡大される拡大代を利用して装着することにより、密閉容器を不必要に加熱することなく、補強円筒部材を焼嵌め等で取り付けた場合に発生する密閉容器円筒部材の歪をなくすことが可能となり、耐圧性が高く、安定した品質の密閉型回転圧縮機を提供できるようになったものである。

また、請求項４の発明によれば、請求項１乃至３に加えて補強円筒部材を配設する位置を圧縮要素から駆動要素に跨って装着することにより、駆動要素部の密閉容器の変形を防止できるので、密閉容器の変形により、当該密閉容器に焼嵌められた駆動要素、例えば電動モータのステータなどが落下することを防止することができる。

また、請求項５の発明によれば、請求項１に加えて、補強円筒部材を配設する位置を圧縮要素の吸入通路の上下に装着することにより、圧縮要素の上下での密閉容器の変形も防ぐことが可能となり、密閉容器の変形による圧縮要素の傾き等を防止することができる。

また、請求項６の発明によれば、請求項２乃至請求項３に加えて、補強円筒部材を密閉型多段圧縮機の第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部の間に装着することにより、密閉容器の弱い部分、即ち第１及び第２の圧縮機構部の吸入通路が近接している部分に、荷重が集中しても密閉容器の変形を防止することができる。

次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は、本発明にかかる密閉型回転圧縮機の縦断側面図であり、また図２は、本発明にかかる密閉型回転圧縮機の側面図を示している。

本発明は、ショーケース、冷蔵庫、給湯器などに用いられ、放熱器、膨張器、冷却器などと共に冷媒サイクルを構成する密閉型回転圧縮機に関するものである。また、この冷媒サイクルに用いられる冷媒はＣＯ２冷媒であり、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）油と組み合わされて用いられる。

尚、冷媒はＣＯ２冷媒に限られる事はなく、ＨＦＣ系冷媒であっても良く、使用する油もＰＡＧに限られる事なく、ポリオールエステル（ＰＯＥ）油でも良いし、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）油などを用いても良い。

ここで密閉型回転圧縮機１は、円筒状の密閉容器１０に駆動要素１１が収納されており、この駆動要素１１は、密閉容器１０内に焼嵌め固定されたステータ１２と、このステータ１２内に回転自在に位置するロータ１７とからなる電動モータである。

また、密閉型回転圧縮機１を備える冷媒サイクルに、ＣＯ２冷媒を用いる場合、冷媒特性から他の冷媒の数倍もの圧力となるため、特に、密閉容器１０内に冷媒を吐出する密閉型回転圧縮機１の補強構造について以下に詳述する。

本発明の密閉型回転圧縮機１では、前記密閉容器１０内の上部に前記駆動要素１１があり、この駆動要素１１の下に駆動要素１１のロータ１７に取り付けられた回転軸１８にて回転可能な圧縮要素１３が収納されている。また、圧縮機１本体には、密閉容器１０に溶接固定された取付治具１６にてアキュームレータ１５が取り付けられており、このアキュームレータ１５は前記圧縮要素１３の吸込口と連通している。また、圧縮要素１３にて圧縮された冷媒は、密閉容器１０内に吐出しており、密閉容器１０の上部に設けられた吐出口１４から密閉容器１０外へ吐出される。

ここで、密閉容器１０の外径面には、補強円筒部材２０が取り付けられている。この補強円筒部材２０は、密閉容器１０の内径を拡大するとともに、内径精度を向上させるエキスパンド工程を利用し、エキスパンドの拡大代により密閉容器１０の外径面に装着されている。

この補強円筒部材２０は、エキスパンド前の密閉容器１０の外径寸法より大きい内径で形成され、エキスパンド工程にて密閉容器１０外径部の変形を防止したい位置に固定されエキスパンドされる。これにより密閉容器１０の内径が拡大すると共に、密閉容器１０外径面に補強円筒部材２０を装着しながら、密閉容器１０がエキスパンドにより所定の寸法まで拡大され、密閉容器１０の内径精度が維持される。また、密閉容器１０の外径面には、補強円筒部材２０が装着され、密閉容器１０の耐圧性が向上する。

ここで、補強部材２０の配設位置は、密閉容器１０が内圧により最も大きく変化する部分である圧縮要素１３から駆動要素１１に跨って装着される。これにより密閉容器１０内部に焼嵌め等により固定されているステータ１２部分の密閉容器１０の変形を抑制することができるため、密閉容器１０の変形によるステータ１２のズレ、落下等を防止することができる。

このように、密閉容器１０の外径面に、エキスパンドによる拡大代を利用し、補強円筒部材２０を装着することにより、密閉容器１０内外の圧力差による変形を防止し、ステータ１２のズレ、落下等を抑制することができると共に、密閉容器１０の内径精度も確保することができる。

また、請求項２乃至請求項３のような密閉型多段圧縮機の場合にも、上側圧縮機構部（駆動要素側）と駆動要素に跨る位置に補強円筒部材をエキスパンドを利用し装着することにより、同様の効果を得ることができる。

次に、図３は、請求項５の実施形態を示す、密閉型回転圧縮機の側面図である。尚、前述の実施形態と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。前述の実施形態で説明したような密閉型回転圧縮機１について、複数の補強円筒部材２０及び２１を吸入口の上下に装着して形成されている。

ここで、補強円筒部材２０は、吸入口の上部に、前記のように圧縮要素１３から駆動要素１１に跨って装着され、前記同様ステータ１２のズレ、落下等を防止する。

また、吸入口の下部には、補強円筒部材２１が、前記エキスパンドにより装着される。この補強部材２１は、吸入口部分への荷重集中による密閉容器１０のひび割れ等の発生を抑制すると共に、圧縮要素１３を固定している部分の密閉容器の変形を防ぐことにより、圧縮要素１３の傾き、落下等を防止する。

このように、密閉容器１０の外径面に、エキスパンドによる拡大代を利用し、補強円筒部材２０及び、２１を吸入口の上下に装着することにより、密閉容器１０内外の圧力差による密閉容器１０の変形、ひび割れ等を防止し、ステータ１２及び、圧縮要素１３のズレ、落下等を抑制することができると共に、密閉容器１０の内径精度も確保することができる。

次に、図４は、請求項６の実施形態を示す、密閉型多段回転圧縮機の側面図である。この場合、補強円筒部材２０は、第２の圧縮機構部３４と駆動要素１１の間又は、第２の圧縮機構部３４と駆動要素１１に跨る位置に装着され、補強円筒部材２２は、第１の圧縮機構部３２と第２の圧縮機構部３４の間の位置に装着して形成されている。

ここで、前記補強円筒部材２０及び２２は、単段の密閉型回転圧縮機と同様に密閉容器１０の内径を拡大するとともに、内径精度を向上させるエキスパンド工程を利用し、エキスパンドの拡大代により密閉容器１０の外径面に装着されている。

また、補強円筒部材２２は、密閉型多段回転圧縮機の場合、複数の吸入、吐出配管を有しているため、配管同士が近接している箇所が最も強度が弱い部分になる。したがって、第１の圧縮機構部３２と第２の圧縮機構部３４の間の位置に装着して、密閉容器１０の最も強度の弱いところを補強することとなる。

以上のように本発明によれば、密閉容器１０の内径精度を維持するためのエキスパンド工程を利用し、エキスパンドの拡大代により密閉容器１０を補強する補強円筒部材を取り付けることにより、密閉容器内外の圧力差により最も変形が生じやすい密閉容器の円筒部の変形を容易に抑止できる。

また、エキスパンドの拡大代を利用して、補強円筒部材を取り付けることにより、焼嵌め等で補強部材を取り付けた場合に懸念される密閉容器円筒部の変形が起こらないため、密閉容器の耐圧性を向上させ、且つ、密閉型回転圧縮機の組み立て精度の低下、性能低下、信頼性低下を防止することができる。

なお、本実施例では、回転軸を縦置き型として説明したが、回転軸を横置き型としたロータリコンプレッサにも適用される。

また、実施例２では、密閉型２段圧縮機にて説明したが、３段以上の密閉型多段圧縮機においても、同様の効果を得ることができる。

本発明の実施例１の密閉型回転圧縮機の側面図である。 本発明の実施例１の密閉型回転圧縮機の縦断側面図である。 本発明の実施例２の補強円筒部材を複数設けた場合の側面図である。 本発明の実施例３の密閉型多段回転圧縮機の縦断側面図である。

符号の説明

１０ 密閉ケース
１１ 駆動要素
１２ ステータ
１３ 圧縮要素
１４ 吐出口
１５ アキュームレータ
１６ 取付治具
１７ ロータ
１８ 回転軸
２０ 補強円筒部材

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮する圧縮要素と該圧縮要素を駆動する駆動要素とを円筒状の密閉容器内に収納し、前記圧縮要素にて圧縮された冷媒を密閉容器外に吐出する密閉型回転圧縮機において、
   前記密閉容器の内径を拡大させると共に、内径精度を向上させるエキスパンド工程を利用して、前記密閉容器を外側へ膨張させることにより、該密閉容器に当接保持された補強円筒部材を設けたことを特徴とする密閉型回転圧縮機。
2. 圧縮要素は、第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部とを備え、第１の圧縮機構部で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を第２の圧縮機構部で圧縮することを特徴とする請求項１記載の密閉型回転圧縮機。
3. 圧縮要素は、第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部とを備え、第１の圧縮機構部で圧縮された冷媒を、第２の圧縮機構部で圧縮した後、密閉容器内に吐出することを特徴とする請求項１記載の密閉型回転圧縮機。
4. 補強となる円筒部材を配設する位置が、圧縮要素から駆動要素に跨っていることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の密閉型回転圧縮機。
5. 補強となる円筒部材を配設する位置が、圧縮要素の吸入通路の上下に設けられていることを特徴とする請求項１記載の密閉型回転圧縮機。
6. 補強となる円筒部材を配設する位置が、圧縮要素と駆動要素の間および、第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部の間に設けられていることを特徴とする請求項２乃至請求項３のうちいずれかに記載の密閉型回転圧縮機。