JPH0693991A - 密閉形ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機の設置スペースを小さくでき、装置全
体がコンパクト化されるとともに、振動，騒音が小さ
く、確実な温度低減効果の得られる高信頼性，高性能の
密閉形ロータリ圧縮機を提供する。 【構成】 圧縮機構部３から吐出ガスを直接圧縮機外に
導く吐出導管７を備え、圧縮機本体から配管長さ２００
〜１０００ｍｍの位置にて同吐出導管７に接続された脈
動減衰タンク８１と、吐出ガスを冷却するための熱交換
器８２とからなるラジエータ本体８の投影面積が、圧縮
機本体の投影面積以下に構成されるとともに、圧縮機本
体に設けた振動減衰機能を有する支持部材にて、前記脈
動減衰タンク８１を介して、ラジエータ本体８を支持し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密閉形ロータリ圧縮機
に係り、特に圧縮機の温度上昇抑制に着目するととも
に、振動低減を考慮した密閉形ロータリ圧縮機に関する
もので、それを搭載する冷凍空調装置等の信頼性、性能
の向上に寄与する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について図９ないし図１２を
参照して説明する。図９は、従来の密閉形ロータリ圧縮
機の縦断面図、図１０は、従来のラジエータ構造を用い
た密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図、図１１は、図１０
の密閉形ロータリ圧縮機の周辺配管を示す斜視図、図１
２は、他の従来のラジエータ構造を用いた密閉形ロータ
リ圧縮機の縦断面図である。各図では、同一部に同一符
号を用いている。

【０００３】図９に示す密閉形ロータリ圧縮機は、密閉
容器１内に、電動機部２と該電動機部にクランク軸４を
介して連結する圧縮機構部３とが収納され、同密閉容器
１の底部に冷凍機油１０が貯溜されて圧縮機本体（以下
単に圧縮機という）を構成している。このロータリ圧縮
機においては、冷凍あるいは空調サイクルの作動流体で
ある冷媒ガスは、低圧状態で吸込配管５により圧縮機構
部３に直接吸込まれ、該圧縮機構部３にて高圧高温のガ
スとなり、一旦密閉容器１内に吐出されたのちに、吐出
配管６により再び冷凍サイクル内に導出される。従来、
比較的出力の小さい密閉形ロータリ圧縮機においては、
この密閉容器１内に吐出された冷媒ガスにより電動機部
２の温度を低減するという冷却方法が用いられていた。

【０００４】しかしながら、同冷却方法では冷却効果に
限界があり、比較的出力の大きい密閉形ロータリ圧縮機
を使用する場合には、ファン（図示せず）等により、強
制的に外部から冷却する方法を用いる必要があった。こ
のため、冷凍空調装置内に、ファン駆動のためのモー
タ、およびファンの起動停止用の温度制御装置、さらに
ファンの故障モードに対応した保護機能等の装備が必要
となり、圧縮機収納部のスペースの確保、追加機能によ
る大巾なコスト増加が止むなしとされていた。

【０００５】上記問題を解決する手段として、図１０に
示す如く、例えば、実公昭６３−８２０８２号公報に示
されるように、冷凍空調機器の熱交換器（凝縮器）の一
部に圧縮機の圧縮機構部３の吐出導管４を直接接続する
方式が考えられた。この場合、圧縮機構部３から吐出さ
れた高温高圧の冷媒ガスは、吐出導管７から一旦圧縮機
外部の熱交換器８２Ａに設けられた配管内を通過し、周
囲の空気と熱交換を行なって温度を低下されたのちに戻
り配管９を経て圧縮機の密閉容器１内に戻り、電動機部
２の温度を低下させ、再び該密閉容器１に設けられたサ
イクル吐出配管６から冷凍サイクルに導出する、いわゆ
るラジエータ方式が採用されている。

【０００６】本方式を用いれば、ファンおよびファンに
付随する制御部、保護機能を用いることなく、圧縮機の
温度を低減できる効果がある。しかしながら、本方式に
おいては、圧縮機から凝縮器８２Ａに配管を直接接続す
るために、図１０に示す如く吐出ガス脈動減衰タンク８
１Ａを用いたとしても、圧縮機の振動の装置本体への伝
達を抑制するためには、図１１に具体的に示すように、
吐出導管７Ａは、複数の蛇行部７ａ，７ｂを持つ配管形
状とする必要がある。このため、圧縮機を冷凍空調装置
に搭載する場合、配管部分の収納スペースを確保しなけ
ればならないという制約があり、装置全体の大きさが増
加するという問題があった。

【０００７】このような問題に対して、従来、例えば、
実公昭５８−１１６７９４号公報記載の技術が知られて
いる。すなわち図１２に示す如く、圧縮機構部の吐出口
から直接密閉容器１外に延長した吐出導管７Ｂと、密閉
容器１内に開放する戻り配管９Ｂとの間に連結され、か
つ中間部分の冷媒管９２を支持板９３を介して前記密閉
容器１に固定された熱交換器９１を備えた方式が提案さ
れている。本方式の場合、熱交換器９１の機械的な振動
抑制については配慮されているが、冷媒ガスの脈動によ
る配管の加振、あるいは騒音の発生等についての配慮が
十分になされていなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の密閉形ロー
タリ圧縮機においては、圧縮機の冷却手段に関して、フ
ァンを用いる場合のコスト増加、あるいは故障モード時
の機能停止を解消する手段として、いわゆるラジエータ
構造を用いる場合の、装置本体の振動低減、騒音低減、
さらに装置全体のコンパクト化をすべては満たすことが
できず、何らかの性能上のデメリットを有するものであ
った。

【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、圧縮機の設置スペースを小さ
くでき、装置全体がコンパクト化されるとともに、振
動，騒音が小さく、確実な温度低減効果の得られる高信
頼性，高性能の密閉形ロータリ圧縮機を提供すること
を、その目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る密閉形ロータリ圧縮機の構成は、密閉
容器内に、電動機部および該電動機部にクランク軸を介
して連結する圧縮機構部を収納した圧縮機本体を備え、
前記圧縮機構部の吐出口から吐出ガスを直接圧縮機外へ
導き出す配管と、この配管に接続する吐出ガス脈動減衰
タンクと、吐出ガスの冷却を行う熱交換器と、この熱交
換器を通過した吐出ガスを再度密閉容器内に戻す配管と
からなるラジエータを、冷凍サイクルの配管系とは独立
に圧縮機本体近傍に備えた密閉形ロータリ圧縮機におい
て、上記ラジエータの吐出ガス脈動減衰タンクと熱交換
器とを含むラジエータ本体部分の投影面積が、圧縮機本
体の投影面積以下となるようにしたものである。

【００１１】より詳しくは、ラジエータ本体が、圧縮機
本体に設けられた支持部材によって、吐出ガス脈動減衰
タンクを介して支持されているものである。さらに、前
記ラジエータ支持部材に、振動吸収機能を兼ね備えるこ
とにより、振動を低減するものである。また、圧縮機本
体から吐出ガス脈動減衰タンクの取付位置までの配管長
さを最適値（２００〜１０００ｍｍ）に設定することに
より、冷媒ガスの圧力脈動を効果的に減衰させ、圧力脈
動に起因する騒音の低減を図ったものである。

【００１２】

【作用】上記技術的手段による働きは次のとおりであ
る。圧縮機構部から吐出された高温の冷媒ガスは、吐出
導管を通り、直接圧縮機外部に導かれる。冷媒ガスは、
圧縮機本体から２００〜１０００ｍｍの位置にて前記吐
出導管に接続された吐出ガス脈動減衰タンクを通過する
際に、脈動を減衰され、続いて、熱交換器内を周囲の空
気に放熱しながら通過し、温度が低減された状態で圧縮
機密閉容器内に放出され、圧縮機内部を冷却したのち
に、密閉容器に設けられたサイクル吐出配管にて再び冷
凍サイクルへ吐出される。このとき、圧縮機本体、なら
びに、吐出ガス脈動減衰タンクおよび熱交換器を含むラ
ジエータ本体の振動は、振動吸収機能を兼ね備えた支持
部材により低減される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１ないし図８を
参照して説明する。 〔実施例 １〕図１は、本発明の一実施例に係る密閉形
ロータリ圧縮機の縦断面図、図２は、図１の密閉形ロー
タリ圧縮機の斜視図である。図中、図９，１０と同一符
号のものは従来技術と同等部を示す。図１に示す密閉形
ロータリ圧縮機は、密閉容器１内に、電動機部２と該電
動機部にクランク軸４を介して連結する圧縮機構部３と
が収納され、該密閉容器１の底部に冷凍機油１０が貯溜
され圧縮機本体（以下単に圧縮機という）を構成してい
る。

【００１４】圧縮機構部３の吐出口よりの冷媒ガスを圧
縮機外部に直接導く吐出導管７には、圧縮機本体から３
００ｍｍの配管長さｌの位置に吐出ガス脈動減衰タンク
８１（以下単に脈動減衰タンクという）が接続されてお
り、いわゆるクロスフィン方式の熱交換器８２ととも
に、ラジエータ本体８を構成している。この熱交換器８
２内を通過した配管（冷媒管）は、圧縮機戻り配管９
（以下単に戻り配管という）として密閉容器１に接続さ
れている。

【００１５】さらに、図２に示すように、前記ラジエー
タ本体８は、圧縮機の密閉容器１の外周に固定された支
持部材１０１を用いて、前記脈動減衰タンク８１部分に
て、板状スプリングからなる係止部材１０２によって保
持されている。ここで、前記脈動減衰タンク８１と熱交
換器８２とを含むラジエータ本体部分８の投影面積は、
圧縮機本体の投影面積以下に構成されている。

【００１６】この密閉形ロータリ圧縮機においては、冷
凍サイクルの作動流体である冷媒ガスは、低圧状態で吸
込配管５により圧縮機構部３に直接吸い込まれ、該圧縮
機構部３にて高圧高温のガスとなる。圧縮機構部３から
吐出された高温高圧の冷媒ガスは、吐出導管７から脈動
減衰タンク８１を経て、一旦圧縮機外部の熱交換器８２
に設けられた配管内を通過し、周囲の空気と熱交換を行
う。温度が低下した冷媒は、戻り配管９を経て圧縮機の
密閉容器１内に戻り、電動機部２の温度を低下させ、再
び該密閉容器１に設けられたサイクル吐出配管６から冷
凍サイクルに吐出される。

【００１７】本実施例によれば、ラジエータ本体８が、
冷凍，空調装置等の冷凍サイクルとは独立して圧縮機近
傍に配置され、しかも圧縮機本体の投影面積よりも小さ
く、さらに脈動減衰タンク８１および振動減衰機能を有
する支持部材１０１，係止部材１０２で保持されるた
め、従来、振動減衰のために設けられていた複数の蛇行
形状の配管が簡略化され、圧縮機の設置スペースを小さ
くでき、装置全体がコンパクト化されるとともに、振
動，騒音が小さく、確実な温度低減効果の得られる高信
頼性，高性能の密閉形ロータリ圧縮機および冷凍空調装
置の提供が可能となる。

【００１８】〔実施例 ２〕次に、ラジエータの支持手
段の他の例を説明する。図３は、本発明の他の実施例に
係る密閉形ロータリ圧縮機の斜視図、図４は、図３の密
閉形ロータリ圧縮機を冷凍，空調装置本体に組み込んだ
ときの圧縮機周辺の配管を示す斜視図、図５は、脈動減
衰タンクの取付位置による脈動値の減衰効果を示す線図
である。図３において、図２と同一符号のものは先の実
施例と同等部であり、圧縮機本体構成は図１に示すもの
と同じである。

【００１９】図３に示す如く、圧縮機本体の外径、すな
わち密閉容器１の外壁に内径にて接触する大径部と、脈
動減衰タンク８１の外径に内径にて接触する小径部とを
有する支持部材に係る板状部材１０３を、ボルト（およ
びナット）１０４等で所定の接触力を生じるように固定
する。この手段を用いると、主に、板状部材１０３と密
閉容器１外壁との間で、圧縮機本体の微小振動による摩
擦力が発生し、振動エネルギーを微小な摩擦熱として消
費することにより、ダンパー作用を行ない、結果的に装
置全体に伝わる振動を低減させることができる。

【００２０】この結果、従来、振動減衰の目的で適用さ
れていた圧縮機周囲の配管の蛇行形状を、図４に示す如
くかなり簡略化することができるので、装置本体のコン
パクト化が可能となる。なお、支持部材の材料として
は、板状部材の他に、金属編組線のような繊維状の部材
を用いることも可能である。

【００２１】図５は、上記の各実施例における吐出冷媒
ガスの圧力脈動減衰効果の実験結果を示すものである。
図５は、横軸に振動周波数、縦軸に脈動値をとり、脈動
減衰タンクを用いない場合のデータを□印および実線で
示し、脈動減衰タンクを用いた場合のデータを破線で示
している。脈動減衰タンクを用いた場合、圧縮機本体か
ら脈動減衰タンク８１の取付位置までの配管長さｌが５
０ｍｍのデータは＋、配管長さｌが３００ｍｍのデータ
は○で示している。

【００２２】図５に示す如く、脈動減衰タンクを用いな
い場合に比べ、圧縮機本体より５０ｍｍの位置に脈動減
衰タンクを接続した場合には、広範囲にわたり脈動低減
効果が現われる。本実施例である３００ｍｍの位置に脈
動減衰タンクを取り付けた場合には、さらに大きな低減
効果が現われ、脈動値のピークがほとんど見られないと
いう良好な特性が得られる。

【００２３】〔実施例 ３〕次に熱交換器の構成例につ
いて図６ないし図８を参照して説明する。図６は、図１
に示した密閉形ロータリ圧縮機の熱交換器の構成図、図
７は、他の実施例に係る熱交換器の構成図、図８は、さ
らに他の実施例に係る熱交換器の構成図で、いずれも
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。各図におい
て、７は吐出導管、８１は脈動減衰タンク、９は戻り配
管を示す。図６に示す熱交換器８２は、両端の管板８４
の間に平行に配列した多数のフィンプレート８３に直交
して、戻り配管９に通じる冷媒管を挿通してなるもの
で、いわゆるクロスフィン方式の熱交換器である。この
構成により、効果的な冷媒ガスの温度低減を実現するも
のである。

【００２４】また、図７に示す熱交換器８２Ａは、屈曲
した冷媒管の直線部にそれぞれ多数の正方形状のフィン
８３ａ，８３ｂを備えたものである。さらに、図８に示
す熱交換器８２Ｂは、屈曲した冷媒管の直線部にそれぞ
れ多数の円形状のフィン８３ｃ，８３ｄを備えたもので
ある。図７，図８の各例の熱交換器８２Ａ，８２Ｂを用
いても、図６の例同様に効果的な冷媒ガスの温度低減を
実現する。なお、熱交換器部の構造については、上記の
例に限定されるものではなく、単純な蛇行配管形状等を
用いても相応の効果がある。

【００２５】また、上記各実施例では、圧縮機本体から
ラジエータの吐出ガス脈動減衰タンクの取付位置までの
配管長さｌが３００ｍｍの例を説明したが、本発明はこ
れに限るものではなく、前記配管長さｌが２００〜１０
００ｍｍの範囲内であればよい。この配管長さｌは、接
続配管の加工性、圧縮機本体とラジエータの組立性、圧
縮機本体からラジエータ部への振動伝達を考慮した接続
配管の剛性の点から定まるものである。すなわち、配管
長さｌが短かすぎると、保持部が確保できず溶接が難し
く、また、剛性が高すぎて振動が直に伝わることにな
る。配管長さｌが長すぎると、剛性が低いため位置精度
が出ないことになる。配管長さｌが２００〜１０００ｍ
ｍの範囲内であれば、図２，３に示した如きラジエータ
取り付けが可能であり、図５に示したように脈動値低減
が実現できる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、圧縮機の設置スペースを小さくでき、装置全体が
コンパクト化されるとともに、振動，騒音が小さく、確
実な温度低減効果の得られる高信頼性，高性能の密閉形
ロータリ圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る密閉形ロータリ圧縮機
の縦断面図である。

【図２】図１の密閉形ロータリ圧縮機の斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る密閉形ロータリ圧縮
機の斜視図である。

【図４】図３の密閉形ロータリ圧縮機の圧縮機周辺の配
管を示す斜視図である。

【図５】脈動減衰タンクの取付位置による脈動値の減衰
効果を示す線図である。

【図６】図１に示した密閉形ロータリ圧縮機の熱交換器
の構成図である。

【図７】他の実施例に係る熱交換器の構成図である。

【図８】さらに他の実施例に係る熱交換器の構成図であ
る。

【図９】従来の密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図であ
る。

【図１０】従来のラジエータ構造を用いた密閉形ロータ
リ圧縮機の縦断面図である。

【図１１】図１０の密閉形ロータリ圧縮機の周辺配管を
示す斜視図である。

【図１２】他の従来のラジエータ構造を用いた密閉形ロ
ータリ圧縮機の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 密閉容器 ２ 電動機部 ３ 圧縮機構部 ４ クランク軸 ５ 吸込配管 ６ サイクル吐出配管 ７ 吐出導管 ８ ラジエータ本体 ９ 戻り配管 ８１ 脈動減衰タンク ８２，８２Ａ，８２Ｂ 熱交換器 １０１ 支持部材 １０２ 係止部材 １０３ 板状部材

フロントページの続き (72)発明者 芦田 誠 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者 深山 順一 栃木県下都賀郡大平町大字富田709番地の ２ 株式会社日立栃木エレクトロニクス内 (72)発明者 森田 和典 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所栃木工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に、電動機部および該電動機
   部にクランク軸を介して連結する圧縮機構部を収納した
   圧縮機本体を備え、前記圧縮機構部の吐出口から吐出ガ
   スを直接圧縮機外へ導き出す配管と、この配管に接続す
   る吐出ガス脈動減衰タンクと、吐出ガスの冷却を行う熱
   交換器と、この熱交換器を通過した吐出ガスを再度密閉
   容器内に戻す配管とからなるラジエータを、冷凍サイク
   ルの配管系とは独立に圧縮機本体近傍に備えた密閉形ロ
   ータリ圧縮機において、 上記ラジエータの吐出ガス脈動減衰タンクと熱交換器と
   を含むラジエータ本体部分の投影面積が、圧縮機本体の
   投影面積以下に構成したことを特徴とする密閉形ロータ
   リ圧縮機。
2. 【請求項２】 ラジエータ本体が、圧縮機本体に設けら
   れた支持部材によって、吐出ガス脈動減衰タンクを介し
   て支持されていることを特徴とする請求項１記載の密閉
   形ロータリ圧縮機。
3. 【請求項３】 支持部材が、圧縮機本体の振動を減衰さ
   せる吸振体であることを特徴とする請求項２記載の密閉
   形ロータリ圧縮機。
4. 【請求項４】 支持部材が、圧縮機本体に固定した支持
   部材と、この支持部材上に吐出ガス脈動減衰タンクを弾
   性的に係止する板状スプリングとからなることを特徴と
   する請求項２または３記載のいずれかの密閉形ロータリ
   圧縮機。
5. 【請求項５】 支持部材が、圧縮機本体の外径に内径に
   て接触する大径部と、吐出ガス脈動減衰タンクの外径に
   内径にて接触する小径部とを有する板状部材からなり、
   所定の接触力を生ぜしめることを特徴とする請求項２ま
   たは３記載のいずれかの密閉形ロータリ圧縮機。
6. 【請求項６】 圧縮機本体からラジエータの吐出ガス脈
   動減衰タンクの取付位置までの配管長さが２００〜１０
   ００ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１ない
   し５記載のいずれかの密閉形ロータリ圧縮機。