JPWO2020170361A1 - Rolling piston type compressor and refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Abstract
ローリングピストン型圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機であって、圧縮機構部は、シリンダと上軸受と下軸受とを有し、吸入連絡路と吸入経路とを設け、シリンダの吸入経路の途中には、吸入連絡路の接続側とは反対側にて、圧縮室側に突出して冷媒を受ける段付きが形成され、シリンダの吸入経路とベーン溝との周方向間には、突起部が形成され、突起部の上端部と上軸受との間には、第1隙間が形成され、突起部の下端部と下軸受との間には、第2隙間が形成され、突起部は、ベーンに圧縮室内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有する。The rolling piston type compressor is a rolling piston type compressor having a compression mechanism portion in a closed container, and the compression mechanism portion has a cylinder, an upper bearing, and a lower bearing, and has a suction connecting path and a suction path. In the middle of the suction path of the cylinder, on the side opposite to the connection side of the suction communication path, a step is formed that projects toward the compression chamber side to receive the refrigerant, and the circumferential direction between the suction path of the cylinder and the vane groove. A protrusion is formed between the protrusions, a first gap is formed between the upper end of the protrusion and the upper bearing, and a second gap is formed between the lower end of the protrusion and the lower bearing. The protrusion has the flexibility to flex elastically in the pressing direction due to the compressive load when a compressive load is applied to the vane by the refrigerant in the compression chamber.
Description
本発明は、密閉容器内に圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a rolling piston type compressor and a refrigeration cycle device having a compression mechanism in a closed container.
従来のローリングピストン型圧縮機として特許文献1に記載のものがある。特許文献1の技術では、クランク軸が偏心部を有する。シリンダが偏心部の外周側に設けられて筒状に形成されている。ピストンが偏心部に追従して回転し、偏心部とシリンダとの間に圧縮室が形成される。上軸受及び下軸受がシリンダの両端面をそれぞれ閉塞している。また、シリンダには、外周面からシリンダ室に伸びる吸入通路が形成されている。 As a conventional rolling piston type compressor, there is one described in Patent Document 1. In the technique of Patent Document 1, the crankshaft has an eccentric portion. A cylinder is provided on the outer peripheral side of the eccentric portion and is formed in a cylindrical shape. The piston rotates following the eccentric portion, and a compression chamber is formed between the eccentric portion and the cylinder. The upper bearing and the lower bearing block both end faces of the cylinder. Further, the cylinder is formed with a suction passage extending from the outer peripheral surface to the cylinder chamber.
ここで、二酸化炭素冷媒の冷媒圧力は、フロン系冷媒の冷媒圧力と比較して大きいため、軸受への負荷が大きく、差圧も大きく、冷媒漏れによる悪影響が大きい。そのため、軸受負荷の軽減及び圧縮機効率向上のために、二酸化炭素冷媒以外の他冷媒を使用した圧縮機と比較し、二酸化炭素冷媒を用いるときにシリンダが薄い厚みを有すると効果的である。 Here, since the refrigerant pressure of the carbon dioxide refrigerant is higher than the refrigerant pressure of the freon-based refrigerant, the load on the bearing is large, the differential pressure is large, and the adverse effect due to the refrigerant leakage is large. Therefore, in order to reduce the bearing load and improve the efficiency of the compressor, it is effective that the cylinder has a thinner thickness when the carbon dioxide refrigerant is used as compared with the compressor using a refrigerant other than the carbon dioxide refrigerant.
シリンダの厚みが薄いとシリンダに吸入通路を形成した場合に、通路断面積が十分に確保できない。そのため、吸入冷媒の圧力損失が増大し、効率低下が招かれている。 If the thickness of the cylinder is thin, a sufficient passage cross-sectional area cannot be secured when a suction passage is formed in the cylinder. Therefore, the pressure loss of the intake refrigerant is increased, which causes a decrease in efficiency.
そこで、シリンダを閉塞する上下それぞれの上軸受及び下軸受に吸入通路に繋がる吸入連絡路が形成され、通路断面積が十分に確保され、吸入冷媒の圧力損失が低減されるように構成している(たとえば、特許文献2参照)。 Therefore, suction connecting paths connecting to the suction passages are formed in the upper and lower bearings and lower bearings that block the cylinders, so that the cross-sectional area of the passages is sufficiently secured and the pressure loss of the suction refrigerant is reduced. (See, for example, Patent Document 2).
従来のこの種の密閉型圧縮機は、駆動時にベーンにより高圧室と低圧室とを隔てている。このため、高圧室内の高圧冷媒ガスがベーンをベーン溝に押圧する。これにより、ベーン溝におけるシリンダの半径方向の内側端とベーンの側面との間に片当りが発生し、局所的な面圧が増大し、摩耗が増大する問題がある。 In the conventional closed type compressor of this kind, the high pressure chamber and the low pressure chamber are separated by a vane at the time of driving. Therefore, the high-pressure refrigerant gas in the high-pressure chamber presses the vane against the vane groove. As a result, there is a problem that one-sided contact occurs between the radial inner end of the cylinder and the side surface of the vane in the vane groove, the local surface pressure increases, and the wear increases.
また、従来の上軸受又は下軸受に吸入連絡路を有するロータリ式圧縮機では、冷媒が軸受に設けた吸入連絡路からシリンダとピストンとによって形成される圧縮室に流入する際に、冷媒流路の断面積が狭められることになる。このため、従来と同程度の開口径の吸入連絡路が形成されても、実質的には吸入冷媒の圧力損失が低減できない。 Further, in the conventional rotary compressor having a suction connecting path in the upper bearing or the lower bearing, when the refrigerant flows into the compression chamber formed by the cylinder and the piston from the suction connecting path provided in the bearing, the refrigerant flow path The cross-sectional area of is narrowed. Therefore, even if a suction connecting path having an opening diameter similar to that of the conventional one is formed, the pressure loss of the suction refrigerant cannot be substantially reduced.
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、圧縮機駆動時にベーンとシリンダとの片当たりが防止され、ベーンの潤滑性が改善されるとともに、吸入管から圧縮室に冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保され、流入冷媒の圧力損失が低減できるローリングピストン型圧縮機及び冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。 The present invention is for solving the above problems, and when driving the compressor, one-sided contact between the vane and the cylinder is prevented, the lubricity of the vane is improved, and when the refrigerant is guided from the suction pipe to the compression chamber. It is an object of the present invention to obtain a rolling piston type compressor and a refrigeration cycle device in which a sufficient cross-sectional area of the refrigerant flow path is secured and the pressure loss of the inflowing refrigerant can be reduced.
本発明に係るローリングピストン型圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機であって、前記圧縮機構部は、内部に圧縮室を形成するとともにベーンを配置したベーン溝が形成されたシリンダと前記シリンダの上端面を覆う上軸受と前記シリンダの下端面を覆う下軸受とを有し、前記上軸受又は前記下軸受のいずれか一方に形成された吸入孔によって冷媒を吸入する吸入連絡路と、前記シリンダの前記圧縮室よりも半径方向外側にて、前記吸入連絡路から前記圧縮室に冷媒を流通させる吸入経路と、を設け、前記シリンダの前記吸入経路の途中には、前記吸入連絡路の接続側とは反対側にて、前記圧縮室側に突出して冷媒を受ける段付きが形成され、前記シリンダの前記吸入経路と前記ベーン溝との周方向間には、前記圧縮室側に突出する突起部が形成され、前記突起部の上端部と前記上軸受との間には、第1隙間が形成され、前記突起部の下端部と前記下軸受との間には、第2隙間が形成され、前記突起部は、前記ベーンに前記圧縮室内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに前記圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有するものである。 The rolling piston type compressor according to the present invention is a rolling piston type compressor having a compression mechanism portion in a closed container, and the compression mechanism portion has a vane groove in which a compression chamber is formed and vanes are arranged. It has a formed cylinder, an upper bearing that covers the upper end surface of the cylinder, and a lower bearing that covers the lower end surface of the cylinder, and sucks the refrigerant through a suction hole formed in either the upper bearing or the lower bearing. A suction connecting path to be provided and a suction path for flowing a refrigerant from the suction connecting path to the compression chamber are provided on the radial side of the compression chamber of the cylinder, and in the middle of the suction path of the cylinder. On the side opposite to the connection side of the suction communication path, a step is formed so as to project toward the compression chamber side to receive the refrigerant, and the circumferential direction between the suction path of the cylinder and the vane groove is described as described above. A protrusion protruding toward the compression chamber is formed, a first gap is formed between the upper end of the protrusion and the upper bearing, and a first gap is formed between the lower end of the protrusion and the lower bearing. A second gap is formed, and the protrusion has the flexibility to flex elastically in the pressing direction due to the compressive load when a compressive load is applied to the vane by the refrigerant in the compressor chamber. ..
本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記のローリングピストン型圧縮機を備えるものである。 The refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes the above-mentioned rolling piston type compressor.
本発明に係るローリングピストン型圧縮機及び冷凍サイクル装置によれば、ベーンに圧縮室内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに、突起部が圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有する。これにより、圧縮機駆動時にベーンとシリンダとの片当たりが防止できる。吸入経路の途中には、吸入連絡路の接続側とは反対側にて、圧縮室側に突出して冷媒を受ける段付きが形成されている。これにより、吸入経路では、吸入管から圧縮室に冷媒を導く際に媒流路の断面積が十分に確保できる。したがって、圧縮機駆動時にベーンとシリンダとの片当たりが防止され、ベーンの潤滑性が改善されるとともに、吸入管から圧縮室に冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保され、流入冷媒の圧力損失が低減できる。 According to the rolling piston type compressor and the refrigeration cycle apparatus according to the present invention, when a compressive load is applied to the vane by the refrigerant in the compression chamber, the protrusions are elastically flexed in the pressing direction due to the compressive load. Has. As a result, it is possible to prevent one-sided contact between the vane and the cylinder when the compressor is driven. In the middle of the suction path, a step is formed on the side opposite to the connection side of the suction communication path, which protrudes toward the compression chamber and receives the refrigerant. As a result, in the suction path, a sufficient cross-sectional area of the medium flow path can be secured when guiding the refrigerant from the suction pipe to the compression chamber. Therefore, one-sided contact between the vane and the cylinder is prevented when the compressor is driven, the lubricity of the vane is improved, and a sufficient cross-sectional area of the refrigerant flow path is secured when guiding the refrigerant from the suction pipe to the compression chamber. The pressure loss of the inflow refrigerant can be reduced.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングが省略されている。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に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. In each figure, those having the same reference numerals are the same or equivalent thereof, and they are common in the entire text of the specification. Further, in the cross-sectional view, hatching is appropriately omitted in view of visibility. Furthermore, the forms of the components shown in the full text of the specification are merely examples and are not limited to these descriptions.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るローリングピストン型圧縮機である圧縮機100を縦断面にて示す説明図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る圧縮機構部である圧縮要素5を横断面にて示す説明図である。図1に示すように、圧縮機100は、たとえば、吸入管7aにより図9に参照して示す冷凍サイクル装置101の蒸発器104と接続され、吐出管7bにより冷凍サイクル装置101の凝縮器102と接続されて使用される。Embodiment 1.
FIG. 1 is an explanatory view showing a
圧縮機100の外観を構成する密閉容器2は、略円筒形状の胴部21と略半球形状の上蓋部22と下蓋部23とから構成されている。胴部21の上部には、上蓋部22が溶接されるとともに、胴部21の下部には、下蓋部23が溶接されている。密閉容器2は、台座3の上に設けられている。下蓋部23と台座3とは、固定されている。圧縮機100は、通常設置状態にてボルトなどによって台座3が設置場所に固定されている。
The closed
密閉容器2の内部には、駆動部を構成した電動要素4と圧縮機構部を構成した圧縮要素5とが収容されている。
Inside the closed
電動要素4は、密閉容器2の胴部21の内周面に固定された固定子41と固定子41の内側に若干の隙間を設けて配置した回転子42とから構成されている。固定子41と胴部21とがスポット溶接又は焼きバメなどで固定されている。電動要素4は、上蓋部22の中央部に取り付けられた端子6aとリード線6bを介して接続されている。電力が端子6aから電動要素4にリード線6bを介して供給される。
The
圧縮要素5は、クランク軸51とシリンダ52と上軸受53と下軸受54とローラ55とベーン56とから構成されている。胴部21と上軸受53とがスポット溶接によって固定されている。クランク軸51は、一方向に偏芯した偏芯部51aの外周部にローラ55を有し、電動要素4の回転子42の中心部に挿入固定されている。シリンダ52は、筒状部材であり、クランク軸51と同心の圧縮室52aを内部に形成する。シリンダ52には、ベーン56を配置するベーン溝52eが形成されている。上軸受53と下軸受54とは、クランク軸51を支持する。シリンダ52の上部の端部には、上軸受53が配置され、シリンダ52の上端面を覆う。シリンダ52の下部の端部には、下軸受54が配置され、シリンダ52の下端面を覆う。ローラ55は、シリンダ52内にてクランク軸51の偏芯部51aとして装着されている。ベーン56は、シリンダ52に設けられたベーン溝52eに挿入され、圧縮室52aを低圧室52gと高圧室52hとに仕切る。
The compression element 5 is composed of a
胴部21には、貫通孔が設けられている。貫通孔に吸入管7aが接続されている。吸入管7aの先端は、上軸受53に設けられた吸入孔53aに挿入されている。吸入孔53aは、上軸受53の下側端面からクランク軸51と水平に加工された吸入連絡路53bに接続されている。吸入連絡路53bは、上軸受53に形成された吸入孔53aによって冷媒ガスを吸入する。
The
上軸受53の吸入連絡路53bは、シリンダ52の圧縮室52aより外周側に設けられ、段付き52cを有した吸入経路52bに接続されている。吸入経路52bは、シリンダ52の圧縮室52aよりも半径方向外側にて、吸入連絡路53bから圧縮室52aに冷媒を流通させる。
The
シリンダ52には、吸入経路52bと吐出口52dとの間から半径方向に伸びるベーン溝52eが形成されている。ベーン溝52eは、圧縮室52aからシリンダ52の半径方向外側に伸びているとともに、シリンダ52の上下両面に貫通する。ベーン溝52eの外周側は、同じく上下両面に貫通する外周側の孔52fと繋がっている。ベーン溝52eには、圧縮室52aを低圧側の低圧室52gと高圧側の高圧室52hとに分離するベーン56が挿入されている。ベーン56は、半径方向外側の背部である孔52fに収容されたバネ57によってベーン56の半径方向内側の先端がローラ55の外周面と当接されている。ベーン56近傍の高圧室52h側には、吐出口52dが設けられている。吐出口52dは、密閉容器2の内部空間に開口する開口部と連通している。
The
シリンダ52には、幅a1を有する吸入経路52bとベーン溝52eとの間に弾性変形可能な突起部52jが形成される。突起部52jは、シリンダ52の吸入経路52bとベーン溝52eとの周方向間にて、圧縮室52a側に突出している。突起部52jは、ベーン56が圧縮室52a内の冷媒ガスによって圧縮荷重が加えられたときに当該圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有する。
The
図3は、本発明の実施の形態1に係る吸入連絡路53bと吸入経路52bとを図2のA−A線の縦断面にて示す説明図である。図3に示すように、シリンダ52の吸入経路52bの途中には、吸入連絡路53bの接続側とは反対側にて、圧縮室52a側に突出して冷媒ガスを受ける段付き52cが形成されている。段付き52cは、1段の階段状の段部である。段付き52cは、吸入経路52bを形成した空間部の上下方向壁面から直角に折れ曲がって吸入連絡路53bの接続側の表面を平坦に形成された平板状である。段付き52cを形成する際には、吸入連絡路53bの接続側から図5に参照して示す工具10によって上下方向に切削加工して上下方向にくり貫いて吸入経路52bを形成した空間部が形成される。そして、吸入経路52bを形成した空間部を形成した位置から工具10によって圧縮室52a側に切削加工して吸入経路52bを形成した空間部が広げられつつ当該段付き52cの上を向いた平坦な表面が形成される。その後に工具10によって吸入連絡路53bの接続側とは反対側に切削加工して吸入経路52bを形成した空間部が上下方向に貫通しつつ当該段付き52cの圧縮室52a側の先端部52c1が形成される。これにより、平板状の1段の段付き52cが形成されている。段付き52cは、シリンダ52の吸入経路52bにて、外周側の下面に幅a2を有し、圧縮室52a側に長さa3だけ突き出している。段付き52cの内周側の吸入経路52bを形成した空間部は、上下両面に貫通し、圧縮室52aと連通している。
FIG. 3 is an explanatory view showing the
図4は、本発明の実施の形態1に係る突起部52jを図2のB−B線の縦断面にて示す説明図である。図4に示すように、突起部52jの上端部と上軸受53との間には、第1隙間60aが形成されている。突起部52jの下端部と下軸受54との間には、第2隙間60bが形成されている。第1隙間60a及び第2隙間60bは、突起部52jの上下の両端面にてそれぞれシリンダ52に取り付けられた上軸受53及び下軸受54と接触しないように隙間を確保している。第1隙間60a及び第2隙間60bは、たとえば、隙間の深さ、すなわち、形成される隙間は、0.1〜0.15mmに設定されている。
FIG. 4 is an explanatory view showing the protrusion 52j according to the first embodiment of the present invention in a vertical cross section of the line BB of FIG. As shown in FIG. 4, a
<段付き52cの切削工程>
図5は、本発明の実施の形態1に係る吸入経路52bの切削加工工程を示す説明図である。図6は、本発明の実施の形態1に係る吸入経路52bの切削加工工程を示すフローチャートである。<Cutting process of stepped 52c>
FIG. 5 is an explanatory view showing a cutting process of the
図5に示すように、段付き52cは、エンドミルなどの工具10によって連続的な切削工程を経て加工される。工具10は、制御部11と有線又は無線の通信線12を介して通信して切削加工が制御される。制御部11は、いわゆる切削加工のソフトウェア処理を実行するハードウェアである。
As shown in FIG. 5, the stepped 52c is machined through a continuous cutting process by a
図5及び図6に示すように、制御部11は、ステップS1にて、工具10によって、吸入連絡路53bの接続側から下方向に切削加工して上下方向にくり貫いた段付き52cの表面までの吸入経路52bとなる空間部を形成する。
As shown in FIGS. 5 and 6, in step S1, the
制御部11は、ステップS2にて、工具10によって、段付き52cの表面までの吸入経路52bとなる空間部を形成した位置から圧縮室52a側であるシリンダ52の中心側に切削加工して吸入経路52bとなる空間部を圧縮室52a側に広げつつ段付き52cの平坦な表面を形成する。
In step S2, the
制御部11は、ステップS3にて、工具10によって、吸入連絡路53bの接続側とは反対側に切削加工して吸入経路52bとなる空間部を上下方向に貫通させつつ段付き52cの半径方向内側の先端部52c1を形成する。これにより、段付き52cは、1段の平板状に形成される。
In step S3, the
<圧縮機100の動作>
端子6aを通じて電力が供給されると、回転子42に固定されたクランク軸51がクランク軸51を中心に回転する。これにより、冷媒ガスが冷凍サイクル装置101から吸入管7aと吸入経路52bとを通して圧縮室52a内に吸い込まれ、圧縮室52aにてローラ55の偏芯運動によって圧縮される。圧縮された高圧力の冷媒ガスは、密閉容器2内に放出され、密閉容器2内は高圧力状態になる。密閉容器2内の高圧力の冷媒ガスは吐出管7bによって冷凍サイクル装置101に吐き出される。なお、クランク軸51は、胴部21の中心線上に存在する。<Operation of
When power is supplied through the terminal 6a, the
そして、圧縮過程にて、圧縮室52a内に突出し、ローラ55に当接しながら低圧室52gと高圧室52hとを分離するベーン56は、高圧冷媒の圧縮荷重により、ベーン溝52e方向に押し付けられる。すなわち、圧縮荷重によってベーン56の圧縮室52a側は、圧縮荷重の押圧方向に押される。このとき、突起部52jは、ベーン56の押圧により押圧方向に弾性的に撓む。これにより、ベーン56とベーン溝52eとの片当たりが防止でき、片当たりによる摩耗が防止でき、ベーン56の移動が容易になる。
Then, in the compression process, the
さらに、突起部52jが撓むときに、突起部52jの上下端面それぞれに形成した第1隙間60a及び第2隙間60bにより、突起部52jがシリンダ52に取り付けられた上軸受53及び下軸受54とは接触しない。これにより、突起部52jは、上軸受53及び下軸受54のそれぞれと摺接しなくなるため、突起部52j、上軸受53及び下軸受54の摩耗が防止でき、機械損失の増大が防止できる。
Further, when the protrusion 52j is bent, the protrusion 52j is attached to the
圧縮荷重付与時に吸入経路52bに設けた段付き52cは、突起部52jの根元を支える。これにより、突起部52jの圧縮荷重に対する強度が向上でき、突起部52jの強度不足による変形又は破損の発生が抑制される。特に、冷媒漏れによる損失を削減するためにシリンダ52の上下方向高さa4を薄くした場合に、突起部52jの強度が低下する。そのため、この効果は、シリンダ52を薄肉化した際により有効である。しかし、段付き52cの幅a1、幅a2及び突き出し長さa3が大きくなると、前述した突起部52jの撓みによる摩耗防止の効果が小さくなるとともに、冷媒流路が縮小するため、冷媒の圧力損失が増加する。
The stepped 52c provided in the
冷媒の圧力損失の増加を防ぐためには、吸入孔53aからの冷媒流路において吸入孔53aより断面積が狭くなる箇所を作らない必要がある。すなわち、吸入経路52bにおいて空間距離が最小となる幅a6と吸入孔53aの直径a5がa6>a5の関係となるように段付き52cの幅a1、幅a2及び突き出し長さa3を設定する必要がある。
In order to prevent an increase in the pressure loss of the refrigerant, it is necessary not to make a portion of the refrigerant flow path from the
シリンダ52の吸入経路52bに段付き52cを有することにより、冷媒ガス経路の湾曲する幅の増加が段階的となり、1回の湾曲で増加する幅が軽減できる。このため、冷媒ガスの乱流となる渦が形成され難くなる。そのため、流入冷媒の圧力損失が低減される。冷媒ガスの渦の形成を防ぎ、冷媒ガスの圧力損失を低減させるためには、シリンダ52の上下方向高さa4と段付き52cの上下方向高さa2がa4/a2=2〜5の関係となるようにすると効果的である。
By having the stepped 52c in the
また、圧縮機100は、使用冷媒が二酸化炭素のような高差圧で圧縮する場合に特に有効である。
Further, the
<比較例1>
図7は、比較例1の吸入連絡路53bと吸入経路52bとを縦断面にて示す説明図である。図7に示す実施の形態1と比較するための比較例1では、段付き52cではなく、吸入経路52bにおいて空間距離が最小となる幅a6を維持する斜面52c2を形成した。そして、実施の形態1の圧縮機100と比較例1の圧縮機100とで冷媒ガスの圧力損失の低減効果を比較したところ、実施の形態1の圧縮機100の冷媒ガスの方が比較例1に対して4.6%の圧力損失の低減効果を発揮した。これにより、実施の形態1の圧縮機100の優位性が明らかになった。<Comparative example 1>
FIG. 7 is an explanatory view showing the
<比較例2>
図8は、比較例2の吸入連絡路53bと吸入経路52bとを縦断面にて示す説明図である。図8に示す実施の形態1と比較するための比較例2では、段付き52cが形成されていない。比較例2の場合には、吸入経路52bでの冷媒ガスの圧力損失の低減効果が優れるものの、突起部52jを支持する段付き52cが無いことによって突起部52jの撓み量が大きくなり、突起部52jの機械損失が発生し易かった。また、突起部52jが過度に撓むので、ベーン56がベーン溝52eに対して傾いて半径方向に移動し難くなり、ベーン56の潤滑性が悪化した。これにより、実施の形態1の圧縮機100の優位性が明らかになった。<Comparative example 2>
FIG. 8 is an explanatory view showing the
<実施の形態1の効果>
実施の形態1によれば、ローリングピストン型圧縮機である圧縮機100は、密閉容器2内に圧縮機構部である圧縮要素5と駆動部である電動要素4とを備える。圧縮要素5は、内部に圧縮室52aを形成するとともにベーン56を配置したベーン溝52eが形成されたシリンダ52を有する。圧縮要素5は、シリンダ52の上端面を覆う上軸受53とシリンダ52の下端面を覆う下軸受54とを有する。上軸受53又は下軸受54のうち上軸受53に形成された吸入孔53aによって冷媒を吸入する吸入連絡路53bが設けられている。シリンダ52の圧縮室52aよりも半径方向外側にて、吸入連絡路53bから圧縮室52aに冷媒を流通させる吸入経路52bが設けられている。シリンダ52の吸入経路52bの途中には、吸入連絡路53bの接続側とは反対側にて、圧縮室52a側に突出して冷媒を受ける段付き52cが形成されている。シリンダ52の吸入経路52bとベーン溝52eとの周方向間には、圧縮室52a側に突出する突起部52jが形成されている。突起部52jの上端部と上軸受53との間には、第1隙間60aが形成されている。突起部52jの下端部と下軸受54との間には、第2隙間60bが形成されている。突起部52jは、ベーン56に圧縮室52a内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有する。<Effect of Embodiment 1>
According to the first embodiment, the
この構成によれば、ベーン56に圧縮室52a内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに、可撓性を有する突起部52jが圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む。これにより、圧縮機100の駆動時にベーン56とシリンダ52との片当たりが防止でき、接触部分の面圧が低下し、接触部分の摩耗が防止でき、ベーン56の潤滑性が改善できる。また、突起部52jの上下にそれぞれ形成した第1隙間60a及び第2隙間60bにより、上軸受53及び下軸受54とシリンダ52とが離間するので、突起部52jが撓んでも突起部52jとシリンダ52の上下にそれぞれ取り付けた上軸受53及び下軸受54とが摩耗しない。シリンダ52の圧縮室52aの半径方向外側に吸入経路52bを設けることにより、吸入経路52bにおける冷媒流路の断面積が吸入孔53aの断面積以上に形成でき、吸入孔53aに流入した冷媒ガスの流れ方向の断面積が途中で狭まることなく冷媒ガスが圧縮室52aに至る。吸入経路52bの途中には、吸入連絡路53bの接続側とは反対側にて、圧縮室52a側に突出して冷媒を受ける段付き52cが形成されている。これにより、吸入経路52bでは、吸入管7aから圧縮室52aに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保でき、流入冷媒の圧力損失が低減される。また、段付き52cによって吸入経路52bでの冷媒ガスの流れを湾曲させる幅が縮小でき、冷媒ガスの乱流となる渦が形成され難くなり、流入冷媒の圧力損失が低減される。したがって、圧縮機100の駆動時にベーン56とシリンダ52との片当たりが防止され、ベーン56の潤滑性が改善されるとともに、吸入管7aから圧縮室52aに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保され、流入冷媒の圧力損失が低減できる。また、シリンダ52の吸入経路52bに段付き52cを設けることにより、シリンダ52の吸入経路52bとベーン溝52eとの間に形成された突起部52jの強度が向上できる。これにより、シリンダ52が薄肉化されて高圧冷媒によってベーン56をベーン溝52e方向に押し付けたときに、突起部52jでの強度不足による変形又は破損の発生が抑制できる。
According to this configuration, when a compressive load is applied to the
実施の形態1によれば、吸入連絡路53bは、上軸受53に形成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、吸入管7aから圧縮室52aに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が重力方向に沿って十分に確保でき、流入冷媒の圧力損失がより低減される。
According to this configuration, when guiding the refrigerant from the
実施の形態1によれば、段付き52cは、1段の段部である。 According to the first embodiment, the stepped 52c is a stepped portion.
この構成によれば、上記段付き52cの無い斜面52c2の比較例1に対し、流入冷媒の圧力損失が4.6%低減される。 According to this configuration, the pressure loss of the inflowing refrigerant is reduced by 4.6% as compared with Comparative Example 1 of the slope 52c2 without the stepped 52c.
実施の形態1によれば、段付き52cは、吸入連絡路53bの接続側の表面を平坦に形成された平板状である。
According to the first embodiment, the stepped 52c is a flat plate having a flat surface on the connecting side of the
この構成によれば、吸入管7aから圧縮室52aに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が乱流などの渦を発生させずに十分に確保でき、流入冷媒の圧力損失がより低減される。
According to this configuration, when guiding the refrigerant from the
実施の形態1によれば、段付き52cは、吸入連絡路53bの接続側から工具10によって下方向に切削加工して上下方向にくり貫いた段付き52cの表面までの空間部を形成し、その位置から工具10によって圧縮室52a側に切削加工して空間部を圧縮室52a側に広げつつ当該段付き52cの平坦な表面を形成し、その後に工具10によって吸入連絡路53bの接続側とは反対側に切削加工して空間部を上下方向に貫通させつつ当該段付き52cの先端部52c1を形成した平板状である。
According to the first embodiment, the stepped 52c forms a space from the connecting side of the
この構成によれば、段付き52cが工具10によって簡易な連続した切削加工で形成できる。
According to this configuration, the stepped 52c can be formed by a simple continuous cutting process by the
実施の形態1によれば、二酸化炭素冷媒が圧縮される。 According to the first embodiment, the carbon dioxide refrigerant is compressed.
この構成によれば、フロン系冷媒と比較して冷媒圧力が大きい二酸化炭素冷媒を用いても、シリンダ52が薄い厚みを有し、軸受負荷の軽減及び圧縮機効率向上が図れる。
According to this configuration, even if a carbon dioxide refrigerant having a higher refrigerant pressure than a chlorofluorocarbon-based refrigerant is used, the
実施の形態1によれば、シリンダ52の上下方向高さをa4とし、段付き52cの高さをa2としたとき、2≦a4/a2≦5の関係が満たされている。
According to the first embodiment, when the vertical height of the
この構成によれば、段付き52cを形成することにより、冷媒ガスの乱流となる渦の形成が防止でき、流入冷媒の圧力損失が低減できる。 According to this configuration, by forming the stepped 52c, the formation of a vortex that becomes a turbulent flow of the refrigerant gas can be prevented, and the pressure loss of the inflowing refrigerant can be reduced.
実施の形態2.
<冷凍サイクル装置101>
図9は、本発明の実施の形態2に係るローリングピストン型圧縮機である圧縮機100を適用した冷凍サイクル装置101を示す冷媒回路図である。
<
FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerating
図9に示すように、冷凍サイクル装置101は、圧縮機100、凝縮器102、膨張弁103及び蒸発器104を備える。これら圧縮機100、凝縮器102、膨張弁103及び蒸発器104が冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を形成している。そして、蒸発器104から流出した冷媒は、圧縮機100に吸入されて高温高圧となる。高温高圧となった冷媒は、凝縮器102において凝縮されて液体になる。液体となった冷媒は、膨張弁103で減圧膨張されて低温低圧の気液二相となり、気液二相の冷媒が蒸発器104において熱交換される。
As shown in FIG. 9, the
実施の形態1の圧縮機100は、このような冷凍サイクル装置101に適用できる。なお、冷凍サイクル装置101としては、たとえば空気調和装置、冷凍装置又は給湯器などが挙げられる。
The
<実施の形態2の効果>
実施の形態2によれば、冷凍サイクル装置101は、上記のローリングピストン型圧縮機である圧縮機100を備える。<Effect of
According to the second embodiment, the
この構成によれば、冷凍サイクル装置101は、圧縮機100を備えるので、圧縮機100の駆動時にベーン56とシリンダ52との片当たりが防止され、ベーン56の潤滑性が改善されるとともに、吸入管7aから圧縮室52aに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保され、流入冷媒の圧力損失が低減できる。
According to this configuration, since the
2 密閉容器、3 台座、4 電動要素、5 圧縮要素、6a 端子、6b リード線、7a 吸入管、7b 吐出管、10 工具、11 制御部、12 通信線、21 胴部、22 上蓋部、23 下蓋部、41 固定子、42 回転子、51 クランク軸、51a 偏芯部、52 シリンダ、52a 圧縮室、52b 吸入経路、52c 段付き、52c1 先端部、52c2 斜面、52d 吐出口、52e ベーン溝、52f 孔、52g 低圧室、52h 高圧室、52j 突起部、53 上軸受、53a 吸入孔、53b 吸入連絡路、54 下軸受、55 ローラ、56 ベーン、57 バネ、60a 第1隙間、60b 第2隙間、100 圧縮機、101 冷凍サイクル装置、102 凝縮器、103 膨張弁、104 蒸発器。 2 Airtight container, 3 pedestal, 4 electric element, 5 compression element, 6a terminal, 6b lead wire, 7a suction pipe, 7b discharge pipe, 10 tools, 11 control unit, 12 communication line, 21 body, 22 top lid, 23 Lower lid, 41 stator, 42 rotor, 51 crankshaft, 51a eccentric part, 52 cylinder, 52a compression chamber, 52b suction path, 52c stepped, 52c1 tip, 52c2 slope, 52d discharge port, 52e vane groove , 52f hole, 52g low pressure chamber, 52h high pressure chamber, 52j protrusion, 53 upper bearing, 53a suction hole, 53b suction connecting path, 54 lower bearing, 55 roller, 56 vane, 57 spring, 60a first gap, 60b second Gap, 100 compressor, 101 refrigeration cycle device, 102 condenser, 103 expansion valve, 104 evaporator.
Claims (8)
前記圧縮機構部は、内部に圧縮室を形成するとともにベーンを配置したベーン溝が形成されたシリンダと前記シリンダの上端面を覆う上軸受と前記シリンダの下端面を覆う下軸受とを有し、
前記上軸受又は前記下軸受のいずれか一方に形成された吸入孔によって冷媒を吸入する吸入連絡路と、
前記シリンダの前記圧縮室よりも半径方向外側にて、前記吸入連絡路から前記圧縮室に冷媒を流通させる吸入経路と、
を設け、
前記シリンダの前記吸入経路の途中には、前記吸入連絡路の接続側とは反対側にて、前記圧縮室側に突出して冷媒を受ける段付きが形成され、
前記シリンダの前記吸入経路と前記ベーン溝との周方向間には、前記圧縮室側に突出する突起部が形成され、
前記突起部の上端部と前記上軸受との間には、第1隙間が形成され、
前記突起部の下端部と前記下軸受との間には、第2隙間が形成され、
前記突起部は、前記ベーンに前記圧縮室内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに前記圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有するローリングピストン型圧縮機。A rolling piston type compressor equipped with a compression mechanism inside a closed container.
The compression mechanism portion has a cylinder in which a compression chamber is formed and a vane groove in which vanes are arranged, an upper bearing that covers the upper end surface of the cylinder, and a lower bearing that covers the lower end surface of the cylinder.
A suction connecting path for sucking the refrigerant through a suction hole formed in either the upper bearing or the lower bearing.
A suction path for flowing a refrigerant from the suction connecting path to the compression chamber on the radial side of the compression chamber of the cylinder.
Provided
In the middle of the suction path of the cylinder, a step is formed on the side opposite to the connection side of the suction communication path, which projects toward the compression chamber side and receives the refrigerant.
A protrusion protruding toward the compression chamber is formed between the suction path of the cylinder and the vane groove in the circumferential direction.
A first gap is formed between the upper end of the protrusion and the upper bearing.
A second gap is formed between the lower end of the protrusion and the lower bearing.
The protrusion is a rolling piston type compressor having flexibility that elastically bends in the pressing direction due to the compressive load when a compressive load is applied to the vane by the refrigerant in the compression chamber.
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