JPH10159771A - ロータリ圧縮機及び冷却システム - Google Patents

ロータリ圧縮機及び冷却システム

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JPH10159771A
JPH10159771A JP32375896A JP32375896A JPH10159771A JP H10159771 A JPH10159771 A JP H10159771A JP 32375896 A JP32375896 A JP 32375896A JP 32375896 A JP32375896 A JP 32375896A JP H10159771 A JPH10159771 A JP H10159771A
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JP
Japan
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rotor
shaft
rotary compressor
stator
cylinder
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Application number
JP32375896A
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English (en)
Inventor
Hiromitsu Iwata
博光 岩田
Etsuro Suzuki
悦郎 鈴木
Masahiro Sumiya
昌浩 角谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャフト偏芯部両端面を両軸受け間で非接触
するにさせることで、高い加工精度を必要とせず、低騒
音、高い信頼性、高効率を有する圧縮機を得ることを目
的とする。 【解決手段】 安定運転時のステータ3、ロータ2間に
発生するマグネットプルフォースによって、シャフト6
とこれに固定したロータ2とを上方へ引き上げること
で、偏芯部両端面6Bが上部軸受け7、下部軸受け8に
対し非接触となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫などに使用
されるロータリ圧縮機およびこれを用いた冷却システム
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のロータリ圧縮機は、実用新案登録
公報第2509386号に記載されたものが知られてい
る。
【0003】以下、図面を参照しながら、従来のロータ
リ圧縮機について説明する。図5において、符号1で示
す密閉容器の内部にモータ部Xを形成するロータ2、ス
テータ3と、シリンダー4、ローラ5などで形成される
圧縮機部Yとが収容されている。そして、モータ部Z
と、圧縮機部Yとは、上部軸受け7、及び、下部軸受け
8により回転自在に支持されているシャフト6に直結さ
れていて、シャフト6の偏芯部6Aには、シリンダー4
内に偏芯的に回転するローラ5が嵌合されている。前記
シャフト6の偏芯部6Aの長さをシリンダー4の高さよ
り2〜3mm低く定めてある。又は、前記シャフト6の偏
芯部6Aと、シリンダー4に密着した上部軸受け7との
間に適切なクリアランスHが保たれてシャフト偏芯部の
上下に十分な油膜18が形成される。前記適切なクリア
ランスHは40μm〜100μm程である。また、シリ
ンダー4には、ばね10により常時、ローラ5と接触状
態を保っているベーン9が設けてあり、図示されていな
い吸入管より、シリンダー4内に吸入されるガスは、ベ
ーン9と、ローラ5、シリンダー4に囲まれる空間の容
積が、ロータ5の回転に伴って減少することで圧縮さ
れ、吐出孔11、吐出弁12、を介して、吐出マフラ1
3内に吐出された後、吐出マフラ13に穿けてある小孔
14から密閉容器1へ吐出される。密閉容器1内に吐出
されたガスは、モータのロータ2と、ステータ3の隙間
を通って吐出管15から圧縮機の外へ吐出されるように
なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のロ
ータリ圧縮機は通常、シャフト6の偏芯部6Aの長さを
シリンダー4の高さより2〜3mm低く定めてあり、この
場合、高流量運転時には、ローラ5上下間に発生する差
圧による上向きの力によってローラ5の上下動が生じて
異常音が発生する問題があった。
【0005】さらに、この上下動によりシャフト6の偏
芯部6Aのスラスト面が上部軸受け7、下部軸受け8に
接触して焼付けなどを生じて圧縮機を破損することがあ
り、また、ローラ5の上下動を防ぐために、ローラ5に
スキューピッチを付けたり、また、マグネットセンター
をずらすことで下向きの力を発生させていたが、これら
スキューピッチや、マグネットセンターの位置ずれは、
効率を著しく低下させるといった問題があった。
【0006】上記問題を解決するために、実用新案登録
公報第2509386号に開示されている技術は、前記
シャフト6の偏芯部6Aと、シリンダー4に密着した上
部軸受け7との間に適切なクリアランスH(40μm〜
100μm程)を保ちシャフト偏芯部の上下に油膜18
を形成することで、シャフト6の上下動を規制し、その
偏芯部6Aが上部軸受け7、下部軸受け8に接触するこ
とをなくすものである。
【0007】しかしながら、以上のような構成では、シ
ャフトの偏芯部と、シリンダーに密着した上部軸受けと
の間に適切なクリアランスHを形成させる加工精度有す
るという問題があった。
【0008】本発明は以上のような課題を解決するもの
で、高い加工精度を必要とせず、低騒音、高い信頼性、
高効率のロータリ圧縮機を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、安定運転時のステータ、ロータ間に発生
するマグネットプルフォースによって、シャフトとこれ
に固定したロータとを上方へ引き上げることで、偏芯部
両端面が上部、下部軸受けに対し非接触となるようにし
たものである。
【0010】
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明は、密閉容器
内の上部にロータとステータとから成るモータを内装
し、前記モータの下部に上部軸受け、下部軸受け及びシ
リンダーをもち、前記シリンダーのシリンダーボア内
に、シャフトの偏芯部と前記偏芯部に嵌合するローラ
と、前記ローラと当接する事により、前記シリンダー内
を低圧室と高圧室に分割するベーンを内装した圧縮要素
を設けたロータリ圧縮機において、偏芯部両端面が安定
運転時に、上部軸受け、下部軸受け双方に対し、非接触
となるものであり、高い加工精度を必要とせず、低騒
音、高い信頼性、高効率を有することが出来る。
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載のロ
ータリ圧縮機において、運転時のステータ、ロータ間に
発生するマグネットプルフォースによって、シャフトと
これに固定したロータとを上方へ引き上げることで、偏
芯部両端面が上部、下部軸受けに対し非接触となるよう
にしたものであり、高い加工精度を必要とせず、低騒
音、高い信頼性、高効率を有することが出来る。
【0012】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載のロータリ圧縮機において、マグネットプルフォース
とシャフト、ロータの重量の関係が以下の理論式で表さ
れるものであり、高い加工精度を必要とせず、低騒音、
高い信頼性、高効率を有することが出来る。
【0013】FPM(X)=2δK(D/λ)(B
/5000)tan−1(X/δ) 0<X−FPM −1(W)<C−S ここでδ :ステータとロータの空隙長 K :空隙係数(≒1.2) D :ロータ外径 λ :位置変化によるインダクタンスの変化比 B :空隙磁束密度の実効値 X :磁気中心の偏り X :実際のモータオフセット量 W :シャフト、ロータの重量 C :シリンダー高さ S :シャフト偏芯部高さ また、請求項4記載の発明は、請求項2又は請求項3記
載のロータリ圧縮機において、安定運転時、上部軸受け
と偏芯部両端面との隙間が下部軸受けと偏芯部両端面と
の隙間より小さくなるように構成したものであり、高い
加工精度を必要とせず、低騒音、高い信頼性、高効率を
有することが出来る。
【0014】また、請求項5記載の発明は、請求項1、
2、3、4いずれかに記載のロータリ圧縮機において、
可変速度運転をするものであり、高い加工精度を必要と
せず、低騒音化、高信頼性化、さらなる高効率化を得る
ことができる。
【0015】さらに、また、請求項6記載の発明は、請
求項1、2、3、4、5いずれかに記載のロータリ圧縮
機を備え、凝縮器と、ドライヤーと、キャピラリーと、
蒸発器を有し、冷媒にHFC又はHCを用いた冷凍サイ
クルを有するものであり、高い加工精度を必要とせず、
低騒音、高い信頼性、高効率を有した冷凍サイクルにす
ることが出来る。
【0016】
【実施例】以下、本発明によるロータリ圧縮機の実施例
について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と
同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省
略する。
【0017】(実施例1)図1、図2、及び図3は請求
項1及び2に記載の発明の実施例を示す縦断面図であ
る。以下図1、図2、及び図3にしたがって実施例1に
ついて説明する。
【0018】図1において、モータ部Zのステータ3と
ロータ2間にオフセット量Xをもたし、ステータ3と
ロータ2間のマグネットプルフォースの作用を用いて、
運転安定時に、シャフト6とこれに固定したロータ2と
を上方へ引き上げ、偏芯部6Aの両端面6Bが、上部軸
受け7、下部軸受け8の双方に対し非接触にさせること
で、高い加工精度を必要とせず、低騒音化、高信頼性
化、高効率化を得ることができる。
【0019】なお、安定運転時とは、起動時、停止時を
除く運転期間を呼ぶ。 (実施例2)図1、図2、及び図3は請求項1及び3に
記載の発明の実施例を示す縦断面図である。以下図1、
図2、及び図3にしたがって実施例2について説明す
る。
【0020】なお、実施例1と同一部分については、同
一符号を付して詳細な説明を省略する。実施例1に記載
したステータ3とロータ2間のマグネットプルフォース
の作用を用いて、安定運転時に、シャフト6とこれに固
定したロータ2とを上方へ引き上げるための、マグネッ
トプルフォースとシャフト6、ロータ2の重量の関係が
以下の理論式で表されるものである。
【0021】磁気中心ずれによる推力FPM(X)は、 FPM(X)=2δK(D/λ)(B/5000)
tan−1(X/δ) ここでδ :ステータとロータの空隙長 K :空隙係数(≒1.2) D :ロータ外径 λ :位置変化によるインダクタンスの変化比 B :空隙磁束密度の実効値 X :磁気中心の偏り で表される。
【0022】また、図2、図及び図3において、X
実際のモータオフセット量、Wはシャフト、ロータの
重量、Cはシリンダー高さ、Sはシャフト偏芯部高
さ、Xは偏芯部6Aの両端面6Bが、上部軸受け7、
下部軸受け8間における下部軸受け8からのリフト量を
表している。
【0023】ここで、前記偏芯部6Aの両端面6Bが、
上部軸受け7、下部軸受け8の双方に対し非接触にさせ
るためには、以下の条件を満たさなくてはならない。
【0024】 FPM(X−X)=W 式(1) これにより、X−X=FPM −1(W) 式(2) また、リフト量Xは、0<X<C−S 式(3) を満たさなければならない。
【0025】式(2)、(3)より、実際のモータオフ
セット量Xは、 0<X−FPM −1(W)<C−S 式(4) となるように設定する。
【0026】この条件を満たすことにより、偏芯部6A
の両端面6Bが、上部軸受け7、下部軸受け8の双方に
対し非接触にさせることができ、加工精度を有せずに、
低騒音化、高信頼性化、高効率化を得ることができる。
【0027】(実施例3)図1、図2、及び図3は、請
求項1及び4に記載の発明の実施例を示す縦断面図であ
る。以下図1、図2、及び図3にしたがって実施例3に
ついて説明する。
【0028】なお、実施例1と同一部分については、同
一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0029】実施例1に記載した偏芯部6Aの両端面6
Bが、上部軸受け7、下部軸受け8の双方に対し非接触
にさせる際に、安定運転時、上部軸受け7と偏芯部6A
両端面6Bとの隙間が、下部軸受け8と偏芯部6A両端
面6Bとの隙間より小さくなるようにすることで、高い
加工精度を必要とせず、低騒音、高い信頼性、高効率を
有することが出来る。
【0030】(実施例4)請求項5に記載の発明は、実
施例1〜実施例3に示したロータリ圧縮機で、インバー
タ対応させたものである。これは、周波数を可変させて
も、ステータ、ロータによるマグネットプルフォースの
作用を得ることができ、実施例1〜実施例3と同様な効
果を得ることが出来る。
【0031】(実施例5)図4は、請求項6に記載の発
明の実施例における冷凍装置の冷凍サイクル図を示す。
図4において、01は実施例1〜実施例3に示したロー
タリ圧縮機で、吐出管19より凝縮器04と接続された
吸入管20によって蒸発器02と接続されている。
【0032】03はキャピラリーチューブで、図の如く
順次、環状に接続されて周知の冷凍サイクルを構成して
いる。
【0033】また、冷媒にHFC又はHCを用いた冷凍
サイクルを構成している。
【0034】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項1の発明
は、密閉容器内の上部にロータとステータとから成るモ
ータを内装し、前記モータの下部に上部軸受け、下部軸
受け及びシリンダーをもち、前記シリンダーのシリンダ
ーボア内にシャフトの偏芯部と前記偏芯部に嵌合するロ
ーラと、前記ローラと当接する事により、前記シリンダ
ー内を低圧室と高圧室に分割するベーンを内装した圧縮
要素を設けたロータリ圧縮機において、偏芯部両端面が
安定運転時に、上部軸受け、下部軸受け双方に対し、非
接触となるものである。
【0035】したがって、安定運転中、前記偏芯部両端
面を前記上部軸受け、下部軸受け双方に非接触にするこ
とで、低騒音化、高効率化となり、また、焼付けなどの
破損もなく、信頼性の高いものにすることができる。さ
らには、シャフトの偏芯部と、シリンダーに密着した上
部軸受けとの間に適切なクリアランスHを形成させる高
い加工精度を必要せず、簡単な構成で、上記のような効
果を実現できる。
【0036】また、請求項2記載の発明は、安定運転時
のステータ、ロータ間に発生するマグネットプルフォー
スによって、シャフトとこれに固定したロータとを上方
へ引き上げることで、偏芯部両端面が上部、下部軸受け
に対し非接触となるようにしたものである。
【0037】上記手段によって、安定運転時、前記偏芯
部両端面を前記上部軸受け、下部軸受け双方に非接触に
することで、低騒音化、高効率化となり、また、焼付け
などの破損もなく、信頼性の高いものにすることができ
る。さらには、シャフトの偏芯部と、シリンダーに密着
した上部軸受けとの間に適切なクリアランスHを形成さ
せる加工精度有せず、簡単な構成で、上記のような効果
を実現できる。
【0038】また、請求項3記載の発明は、マグネット
プルフォースとシャフト、ロータの重量の関係が以下の
理論式で表される請求項1記載のものである。
【0039】FPM(X)=2δK(D/λ)(B
/5000)tan−1(X/δ) 0<X−FPM −1(W)<C−S ここでδ :ステータとロータの空隙長 K :空隙係数(≒1.2) D :ロータ外径 λ :位置変化によるインダクタンスの変化比 B :空隙磁束密度の実効値 X :磁気中心の偏り X :実際のモータオフセット量 W :シャフト、ロータの重量 C :シリンダー高さ S :シャフト偏芯部高さ したがって、この理論式を満たすよう設計すると、安定
運転時、前記偏芯部両端面を前記上部軸受け、下部軸受
け双方に非接触にすることで、低騒音化、高効率化とな
り、また、焼付けなどの破損もなく、信頼性の高いもの
にすることができる。さらには、シャフトの偏芯部と、
シリンダーに密着した上部軸受けとの間に適切なクリア
ランスHを形成させる高い加工精度を必要せず、簡単な
構成で、上記のような効果を実現できる。
【0040】また、請求項4記載の発明は、安定運転
時、上部軸受けと偏芯部両端面との隙間が下部軸受けと
偏芯部両端面との隙間より小さくなるようにした請求項
2又は請求項3記載のものである。
【0041】上記手段によって、運転停止時に設ける前
記上部軸受けと前記偏芯部両端面との隙間を小さくさせ
ることができ、安定運転時、前記偏芯部両端面を前記上
部軸受け、下部軸受け双方に非接触にすることで、低騒
音化、高効率化となり、また、焼付けなどの破損もな
く、信頼性の高いものにすることができる。さらには、
シャフトの偏芯部と、シリンダーに密着した上部軸受け
との間に適切なクリアランスHを形成させる高い加工精
度を必要とせず、簡単な構成で、上記のような効果を実
現できる。
【0042】また、請求項5記載の発明は、可変速運転
する請求項1、2、3、4いずれかのものである。
【0043】上記手段によって、安定運転時に、前記偏
芯部両端面を前記上部軸受け、下部軸受け双方に非接触
にすることで、低騒音化、高効率化となり、また、焼付
けなどの破損もなく、信頼性の高いものにすることがで
き、また、シャフトの偏芯部と、シリンダーに密着した
上部軸受けとの間に適切なクリアランスHを形成させる
高い加工精度を必要とせず、簡単な構成で、上記のよう
な効果を実現でき、さらには、可変速運転することによ
り大幅な高効率化となる。
【0044】また、請求項6記載の発明は、請求項1、
2、3、4、5いずれかに記載のロータリ圧縮機を備
え、凝縮器と、ドライヤーと、キャピラリーと、蒸発器
を有し、冷媒にHFC又はHCを用いた冷凍サイクルで
ある。
【0045】したがって、冷媒にHFC又はHCを用い
た冷凍サイクルにおいて、高い加工精度を必要とせず、
低騒音化、高信頼性化、高効率化を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1、2、3、4記載の発明の一実施例を
示すロータリ圧縮機の断面図
【図2】請求項1、2、3、4記載の発明の一実施例を
示すロータリ圧縮機の断面図
【図3】請求項1、2、3、4記載の発明の一実施例を
示すロータリ圧縮機の断面図
【図4】請求項6記載の発明の一実施例を示す冷凍装置
の冷凍サイクル図
【図5】従来のロータリ圧縮機の断面図
【符号の説明】
1 密閉容器 2 ロータ 3 ステータ 4 シリンダー 5 ローラ 6 シャフト 6A シャフト偏芯部 6B シャフト偏芯部両端面 7 上軸受け 8 下軸受け 9 ベーン 18 油膜 19 吐出管 20 吸入管 01 ロータリ圧縮機 02 蒸発器 03 キャピラリーチューブ 04 凝縮器 X 実際のモータオフセット量 W シャフト、ロータの重量 C シリンダー高さ S シャフト偏芯部高さ X 偏芯部両端面の下部軸受けからのリフト量

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉容器内の上部にロータとステータと
    から成るモータを内装し、前記モータの下部に上部軸受
    け、下部軸受け及びシリンダーをもち、前記シリンダー
    のシリンダーボア内に、シャフトの偏芯部と前記偏芯部
    に嵌合するローラと、前記ローラと当接する事により、
    前記シリンダー内を低圧室と高圧室に分割するベーンを
    内装した圧縮要素を設けたロータリ圧縮機において、偏
    芯部両端面が安定運転時に、上部軸受け、下部軸受け双
    方に対し、非接触となるロータリ圧縮機。
  2. 【請求項2】 安定運転時のステータ、ロータ間に発生
    するマグネットプルフォースによって、シャフトとこれ
    に固定したロータとを上方へ引き上げることで、偏芯部
    両端面が上部、下部軸受けに対し非接触となるようにし
    た請求項1記載のロータリ圧縮機。
  3. 【請求項3】 マグネットプルフォースとシャフト、ロ
    ータの重量の関係が以下の理論式で表される請求項1記
    載のロータリ圧縮機。 FPM(X)=2δK(D/λ)(B/5000)
    tan−1(X/δ) 0<X−FPM −1(W)<C−S ここでδ :ステータとロータの空隙長 K :空隙係数(≒1.2) D :ロータ外径 λ :位置変化によるインダクタンスの変化比 B :空隙磁束密度の実効値 X :磁気中心の偏り X :実際のモータオフセット量 W :シャフト、ロータの重量 C :シリンダー高さ S :シャフト偏芯部高さ
  4. 【請求項4】 安定運転時、上部軸受けと偏芯部両端面
    との隙間が下部軸受けと偏芯部両端面との隙間より小さ
    くなるようにした請求項2又は請求項3記載のロータリ
    圧縮機。
  5. 【請求項5】 可変速運転する請求項1、2、3、4い
    ずれかに記載のロータリ圧縮機。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3、4、5いずれかに記
    載のロータリ圧縮機を備え、凝縮器と、ドライヤーと、
    キャピラリーと、蒸発器を有し、冷媒にHFC又はHC
    を用いた冷凍サイクル。
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