JP6900988B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents
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Description
ロータリ圧縮機10は、例えば、蒸気圧縮式の冷凍装置に用いられる。本実施形態では、ロータリ圧縮機10は、冷凍装置の一例としての空気調和装置の室外機に搭載され、空気調和装置の冷媒回路の一部を構成する。
(2−1)ケーシング20
ケーシング20は、主として、圧縮機構30と、モータ固定子41と、モータ回転子42と、クランクシャフト50と、を収容している。吸入管60および吐出管70は、ケーシング20を貫通し、ケーシング20の気密性が確保されるように、ケーシング20に固定されている。
圧縮機構30は、主として、ピストン31と、フロントヘッド32と、シリンダ33と、リアヘッド34と、マフラ35とを有する。フロントヘッド32、シリンダ33およびリアヘッド34は、締結等によって互いに固定されている。
を有する。
クランクシャフト50は、その回転軸50aが鉛直方向と一致するように配置されている。クランクシャフト50は、回転軸50aを中心に回転する。クランクシャフト50は、偏心軸部51を有する。クランクシャフト50の偏心軸部51は、圧縮機構30のピストン31に嵌め込まれている。クランクシャフト50の上部は、モータ回転子42と連結されている。
モータ40は、圧縮機構30の上方に配置される。モータ40は、主として、モータ固定子41と、モータ回転子42とを有する。モータ固定子41は、略円筒形状であり、ケーシング20の円筒部21に固定される。モータ回転子42は、円柱形状であり、モータ固定子41の内側に配置される。モータ固定子41とモータ回転子42との間には、隙間43が形成されている。
モータ固定子41は、主として、コア44と、インシュレータ45と、コイル46とを有する。コア44は、円筒部21の内周面に焼き嵌め等の方法によって固定されている。コア44は、電磁鋼を積層した積層鋼板80から形成される。インシュレータ45は、コア44の鉛直方向の両端面に取り付けられている。インシュレータ45は、樹脂から形成される。
第1通路101は、9個のティース44bの径方向外方の第1エリアA441〜第9エリアA449のうち、いずれか5個のエリアに形成される通路である。
第2通路102は、9個のティース44bの径方向外方のエリアであって、第1通路101が位置する5個のエリアを除いた4個のエリアの少なくとも1個のエリアに形成されている通路である。
モータ回転子42は、回転子コア47と、上部板48と、下部板49とを有している。回転子コア47は、鉛直方法に積層された複数の金属板から構成される。回転子コア47には、磁石が埋め込まれている。上部板48は、回転子コア47の上端面を覆う金属板である。下部板49は、回転子コア47の下端面を覆う金属板である。
外部電源から供給される電力によってモータ40が駆動すると、モータ回転子42に連結されているクランクシャフト50の偏心軸部51は、回転軸50aを中心に偏心回転する。クランクシャフト50の回転により、偏心軸部51が嵌め込まれているピストン31は、圧縮室36において回転軸50aを中心に回転する。ピストン31の回転により、圧縮室36の吸入室および吐出室の容積は、周期的に変化する。
次に、モータ固定子41に設けられる第1通路101の数と、ロータリ圧縮機10から発生する音レベルと、油上がりレベルとの関係について説明する。なお、「音レベル」と「油上がりレベル」の語句の定義については、以下の(4−1)、(4−2)に示すとおりである。
本開示における音レベルとは、ロータリ圧縮機10のケーシング20内部の上部高圧空間91における、吐出脈動による圧力の振幅のことを指す。
本開示における油上がりレベルとは、油上がりによって圧縮機外へと排出される潤滑油の量のことを指す。なお、油上がりとは、圧縮機から吐出される高圧冷媒と共に、潤滑油が圧縮機外へ排出される現象のことを意味する。
図4は、第1通路101の数と、音レベル及び油上がりレベルとの関係を示したグラフである。ここでは、音レベル及び油上がりレベルはいずれも第1通路101が9個形成されている場合を基準の状態(100%)としている。
(5−1)
従来、モータ固定子のコア部分に、ティースとスロットを9つ有する9スロットモーターを備えるロータリ圧縮機は、モータ固定子の各ティースの径方向外方に、9つの凹部を有している。この9つの凹部と、ケーシングの円筒部の内周面とによって、モータ固定子の一方の側と他方の側とを連通する、9個の通路が形成されている。この9つの通路は、上部高圧空間で分離された潤滑油が、油貯留部へと戻るための通路として機能している。言い換えると、この9つの通路は、油上がりを抑制するための通路として機能している。
圧縮機構から周期的に吐出される冷媒による吐出脈動は、一般的に、下部高圧空間、モータ固定子の一方の側と他方の側とを連通する通路、上部高圧空間、吐出管、の順に、圧力の変動を伝える。
第2通路102は、第1通路101が存在する5個のエリアを除いた4個のエリアのいずれかに、1個以上形成される通路である。第2通路102の面積S2は、第1通路101の面積である第1面積S1よりも小さい。具体的には、第2通路102の面積S2は、第1通路101の面積S1の10%〜25%である。また、第2通路102の径方向の長さの最大値である、第2最大深度D2は、第1通路101の径方向の長さの最大値である、第1最大深度D1よりも小さい。具体的には、第2最大深度D2は、第1最大深度D1の10%〜45%の長さである。
1個の第1通路101の、円筒部の内周面21aに沿った周方向の両端を、第1端及び第2端とした時、クランクシャフト50の回転中心44cと第1端とを結ぶ第1直線と、クランクシャフト50の回転中心と第2端とを結ぶ第2直線とが為す角度は、15°〜35°である。このため、5個の第1通路101は、例えば第1エリアA441、第2エリアA442、第3エリアA443、第4エリアA444、第5エリアA445のそれぞれのエリアに形成される場合のように、連続して形成することが可能である。
上記実施形態では、実施形態の一例を説明したが、上記実施形態はなんら本開示内容を限定する趣旨ではなく、本開示内容は、上記実施形態には限られない。本開示内容には、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更した態様についても当然に含まれる。
上記実施形態では、モータ固定子41に5個の第1通路101が偏りなく形成される例として、第1通路101が、第1エリアA441、第3エリアA443、第4エリアA444、第6エリアA446及び第8エリアA448のそれぞれに形成されている例を説明した。
上記実施形態では、圧縮機の種類がロータリ圧縮機である場合を例として説明した。しかしながら、本開示の実施形態はロータリ圧縮機のみに限定されるものではなく、スイング圧縮機においても適用することができる。
20 ケーシング
21 円筒部
21a 内周面
30 圧縮機構
40 モータ
41 モータ固定子
42 モータ回転子
43 隙間
44 コア
44b ティース
44d スロット
45 インシュレータ
50 クランクシャフト
80 積層鋼板
90 下部高圧空間
91 上部高圧空間
92 油貯留部
93 マフラ空間
101 第1通路
102 第2通路
Claims (7)
- 圧縮機構(30)と、
円筒部(21)を有し、前記圧縮機構を覆うケーシング(20)と、
複数枚の鋼板を積層した積層鋼板(80)を有し、前記積層鋼板が前記円筒部の内面に固定される、ティース(44b)及びスロット(44d)の数が9個のモータ固定子(41)と、
前記圧縮機構を駆動するクランクシャフト(50)を回転させるモータ回転子(42)と、
を備え、
前記積層鋼板の前記9個のティースの径方向外方のエリアを、第1エリア(A441)〜第9エリア(A449)としたときに、
前記積層鋼板は、前記第1エリア〜第9エリアのうち5個の前記エリアに、それぞれ第1の凹部(81)を有し、
前記第1の凹部が位置する5個の前記エリア以外の4個の前記エリアの少なくとも1個の前記エリアに、さらに第2の凹部(82)を有し、
5個の前記第1の凹部と前記円筒部の内周面(21a)とによって、前記モータ固定子の一方の側と他方の側とを連通する5個の第1通路(101)が形成され、
前記第2の凹部と前記円筒部の内周面とによって、前記モータ固定子の一方の側と他方の側とを連通する少なくとも1個の第2通路(102)、がさらに形成されており、
前記第1通路が位置する5個の前記エリア以外の4個の前記エリアに、前記第1通路の面積以上の面積を有する通路は形成されておらず、
前記第1エリア〜第9エリアにおいて、前記第1の凹部が形成されるエリアは3つ以上連続せず、
前記第1通路の面積は、前記第2通路の面積よりも大きい、
ロータリ圧縮機(10)。 - 前記第1通路の面積である第1面積は、前記円筒部の内周面の半径をRとしたときに、「πR2」の0.003倍〜0.008倍である、
請求項1に記載のロータリ圧縮機。 - 前記第2通路の面積は、前記第1通路の面積の10%〜25%である、
請求項1又は2に記載のロータリ圧縮機。 - 前記円筒部の内周面の半径をRとし、
前記第1通路の径方向の長さの最大値を、第1最大深度D1としたときに、
前記第1最大深度D1は、前記半径Rの0.05倍〜0.11倍の長さである、
請求項1から3のいずれか1つに記載のロータリ圧縮機。 - 前記円筒部の内周面の半径をRとし、
前記第1通路の径方向の長さの最大値を、第1最大深度D1とし、
前記第2通路の径方向の長さの最大値を、第2最大深度D2としたときに、
前記第2最大深度D2は、前記第1最大深度D1の10%〜45%の長さである、
請求項3に記載のロータリ圧縮機。 - 1個の前記第1通路の、前記円筒部の内周面に沿った周方向の両端を、第1端及び第2端としたときに、
前記クランクシャフトの回転中心(44c)と前記第1端とを結ぶ第1直線と、前記クランクシャフトの回転中心と前記第2端とを結ぶ第2直線とが為す角度が、15°〜35°である、
請求項1から5のいずれか一つに記載のロータリ圧縮機。 - 前記第1エリア〜第9エリアは、順に並び、
前記積層鋼板は、第1エリア、第3エリア、第4エリア、第6エリア及び第8エリアのそれぞれに、前記第1の凹部を有している、
請求項1から6のいずれか1つに記載のロータリ圧縮機。
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