WO1992012348A1 - Hermetic compressor - Google Patents

Description

明 細 書 密 閉 型 コ ン プ レ ッ サ 技術分野

本発明 は密閉型 コ ン プ レ ッ サ に 係 り 、 特 に コ ン プ レ ツ ザ で圧縮 さ れ た 冷媒 ガ ス を外部 の 中 間 ラ ジ エ ー 夕 に導 き こ こ で冷却 し た の ち 再 び コ ン プ レ ッ サ の 密閉 ケ ー シ ン グ 内 に 還流 さ せ る よ う に し た 密閉型 コ ン プ レ ッ サ に 関す る 背景技術

第 2 図 は 、 従来の ロ ー タ リ ー 式 の 密閉型 コ ン プ レ ッ サ の圧縮機部の 構造の 要部を示 し て お り 、 符号 1 は ケ 一 シ ン グを示 し て い る 。 こ の ケ — シ ン グ 1 内 に は 回転軸 2 が 収容 さ れ、 こ の 回転軸 2 は、 メ イ ン ベ ア リ ン グ 3 と サ ブ ベ ア リ ン グ 4 と に よ っ て 回転 自 在 に 支承 さ れ て い る 。 シ リ ン ダ 5 は こ の メ イ ン ベ ア リ ン グ 3 と サ ブべ ァ リ ン グ 4 と の 間 に 挟持 さ れ、 メ イ ン ベ ア リ ン グ 3 と サ ブべ ァ リ ン グ 4 の 間 の 回転幸由 2 に は偏心 し た ク ラ ン ク 部 6 が形成 さ れて い る 。 こ の ク ラ ン ク 部 6 の外周 に は リ ン グ状 の ロ ー ラ 7 が被嵌 さ れて い る 。 回転軸 2 の 回転 に 伴 っ て ロ ー ラ 7 力《 シ リ ン ダ 5 内 を偏心回転す る こ と に よ り 、 シ リ ン ダ 5 の 内部 に 形成 さ れ る 圧縮室 の 容積が変 化 し 、 冷媒 ガ ス の 吸人 お よ び圧縮が行 われ る 。 こ の 場合 、 冷媒 ガ ス は 吸 込管 8 を介 し て圧縮室 内 に 吸入 さ れ、 圧縮 さ れ た ガ ス は 、 ケ 一 シ ン グ 1 の 内部を通 っ て図示 し な い導出管か ら導出 さ れ る よ う に な っ てい る 。 な お、 シ リ ン ダ 5 に は、 平板 状の ブ レ ー ド 9 が回転軸 2 の半径方向 に措動 自在に装着 さ れてお り 、 こ の ブ レ ー ド 9 は、 圧縮ばね 1 0 の ばね力 に よ り 、 回転軸 2 の軸心に向か っ て付勢 さ れてい る 。 し た力く っ て、 ブ レ ー ド 9 の先端面は、 常に ロ ー ラ 7 の外周 面に 当接す る よ う に な っ てい る 。 ロ ー ラ 7 の偏心回転に 伴な つ て、 ブ レ ー ド 9 は往復運動を し 、 ケ ー シ ン グ 1 の 底部に溜ま っ た油 はオ イ ルパイ プ 1 1 を介 し て所定の被 潤滑部位に供給さ れ る よ う に な っ て い る。

こ の よ う な密閉型の コ ン プ レ ッ サ におい ては、 長時間 に亘 つ て運転を続けてい く 間に、 圧縮 し た高温高圧の冷 媒ガ ス及びモ 一 夕 の発熱によ っ て コ ン プ レ ッ サの温度力く 上 ^ す る 。 高温高圧の冷媒ガス と ケ 一 シ ン グ 1 の 內部の 部品 と は直接接触す る の で、 連続運転を続け る 間に構造 部品が過熱 し、 そ の結果 コ ン プ レ ッ サ の信頼性及び体 ¾ 効率が低下す る

そ こ で、 こ の よ う な 問題を解決す る た め に 、 圧縮ガ ス を一旦外部の 中間 ラ ジェ一 タ に導い て こ こ で冷却 し た後、 再び コ ン プ レ ッ サの ケ一 シ ン グ内 に還流 さ せて過熱を防 止する よ う に し た 中間ラ ジ ェー タ 方式が提案さ れてい る 。 こ の種の従来技術 と し ては、 例え ば、 実公平 6 0 — 2 3 7 1 8 4 号公報、 実開昭 6 2 — 1 8 3 8 5 号公報、 特開 昭 6 0 - 2 3 7 1 8 4 号公報に記載さ れて い る も の が知 ら れて い る 。

し 力、 し な力く ら 、 中 間 ラ ジ ェ一 夕 を経由 し て圧縮ガ ス を —旦冷却す る 場合で あ っ て も 、 冷媒ガス を シ リ ン ダに吸 入す る 吸込管の部分の う ち ケ 一 シ ン グの 内側に 位置 し 、 シ り ン ダへの接続端 ま での吸込管の部分 は、 高温高圧ガ ス に 直接接触 し て い る こ と 力、 ら 、 シ リ ン ダへ の冷媒ガ ス の吸気温度が上昇す る 。 こ の た め、 中間 ラ ジ ェ 一 夕 に よ る 冷却効果にかかわ ら ず、 コ ン プ レ ッ サの体積効率が低 下す る と い う 問題があ っ た。

そ こ で、 本発明 の 目 的 は、 上記従来技術が有す る 問題 点を解消 し 、 ケ ー シ ン グ内 に 引 き 込 ま れた部分の吸込管 と 高温高圧ガス と の 直接接触を防止 し 、 中間 ラ ジ ェ一 夕 を用 い た コ ン プ レ ッ ザ の過熱防止を有効に行え る よ う に し た 密閉型 コ ン プ レ ッ サを提供す る こ と に あ る 。

発明 の開示

上記 目 的を達成す る た め に 、 本発明 は、 シ リ ン ダ室内 で圧縮 さ れた ガス を外部の 中 間 ラ ジ エ ー 夕 に導 き 冷却 し た圧縮ガス を戻 り 管を介 し て密閉ケ ー シ ン グ内部に還流 さ せ る よ う に し た密閉型 コ ン プ レ ッ サ に お い て、 吸込管 の コ ン プ レ ッ サ側の接続端部 に吸込管に連通す る 内管 と 上記戻 り 管 に連通す る 外管 と を同心的 に組み合わせた二 重接続管を接続 し 、 上記戻 り 管を密閉ケ ー シ ン グの外側 で外管に接続す る と と も に 、 こ の外管の密閉ケ ー シ ン グ 内部側の管端を開放端 と し た こ と を特徴 と す る も の であ る

本発明 に よ れば、 吸込管に連通す る 内管 と 戻 り 管に連 通す る 外管 と を同心的に組み合わせた二重接続管を吸込 管の コ ン プ レ ッ サ側の接続端部に接続 し 、 密閉ケ ー シ ン グの外側で上記戻 り 管を外管に接続す る と と も に、 こ の 外管の密閉ケ ー シ ン グ内部側の管端を開放端 と し てい る ので、 戻 り 管か ら還流す る 冷媒ガスが外管内を流れ、 ケ 一 シ ン グ内 に引 き込ま れた部分での 内管を流れ る 吸込ガ ス と ケ一 シ ン グの 内部の ガス と の熱交換が防止 さ れ、 吸 込ガス の昇温を抑制す る こ とがで き る 。 し た力《 つ て、 中 間ラ ジエ ー 夕 を用 い た コ ン プ レ ッ ザの過熱防止を有効に 行え、 しか も、 体積効率が向上す る の で、 コ ン プ レ ッ サ の能力の改善す る こ と がで き る。

図面の簡単な説明

第 1 図は冷凍サイ ク ルに組み入れた本発明 に よ る 密閉 型 ロ ー タ リ ー コ ン プ レ ッ サ の一実施例を示 し た縱断面図、 第 2 図は従来技術に よ る ロ ー タ リ 一 コ ン プ レ ッ サ の要部 を示 し た縱断面図であ る 。

発明を実施す る た め の最良の形態

以下、 本発明 に よ る 密閉型コ ン プ レ ッ サを 口 一 タ リ ー コ ン プ レ ッ サ に適用 し た一実施例 につ い て第 1 図を参照 し て説明す る 。

全体を符号 1 2 で示 し た ロ ー タ リ コ ン プ レ ッ サ は、 ケ 一 シ ン グ 1 を有 し 、 こ の ケ ー シ ン グ 1 内 に は回転軸 2 力 収容 さ れ、 こ の 回転軸 2 は、 メ イ ン ベア リ ン グ 3 と サ ブ ベア リ ン グ 4 と に よ っ て回転 自 在 に 支承 さ れて い る 。 こ の メ イ ンベア リ ン グ 3 と サ ブべァ リ ン グ 4 と の 間 に は、 圧縮機部を構成す る シ リ ン ダ 5 が挟持 さ れ、 メ イ ン ベ ア リ ン グ 3 と サ ブべァ リ ン グ 4 の 間の 回転軸 2 に は偏心 し た ク ラ ン ク 部 6 が形成 さ れてい る 。 こ の ク ラ ン ク 部 6 の 外周 には リ ン グ状の ロ ー ラ 7 が被嵌 さ れて い る 。 回転軸 2 の 回転に 伴 っ て ロ ー ラ 7 が シ リ ン ダ 5 内を偏心回転す る こ と に よ り 、 シ リ ン ダ 5 の 内部 に形成 さ れ る 圧縮室の 容積が変化 し 、 冷媒ガス の吸入お よ び圧縮が行われ る 。

な お、 シ リ ン ダ 5 に は、 平板状の ブ レ ー ド 9 が回転軸 2 の半径方向 に摺動 自 在に装着 さ れてお り 、 こ の ブ レ ー ド 9 は、 圧縮ばね 1 0 の ばね力 に よ り 、 回転軸 2 の轴心 に 向か っ て付勢 さ れ、 ブ レ ー ド 9 の先端面は、 口 — ラ 7 の外周面 に 当接す る よ う に な っ て い る 。 ロ ー ラ 7 の偏心 回転に 伴な つ て、 ブ レ ー ド 9 は往復運動を し 、 ケ ー シ ン グ 1 の底部 に溜 ま っ た油 はオ イ ノレパイ プ 1 1 を介 し て所 定の被潤滑部位に供給 さ れ る よ う に な っ てい る 。

—方、 ケ — シ ン グ 1 内 に は、 電動機部を構成す る 円筒 形状の ス テ 一 夕 1 3 が固定 さ れ る と 共に 、 回転軸 2 に は、 ロ ー タ ： 1 4 力く固着 さ れて い る 。 さ ら に 、 ロ ー タ リ 一 コ ン プ レ ッ サ 1 2 の導出管 1 5 は、 凝縮器 1 6 の入 口側に接 続 さ れ、 こ の凝縮器 1 6 の 出 口 側 は キ ヤ ビ ラ リ チ ュ ー ブ 1 7 を介 し て蒸発器 1 8 の入口側に接続 さ れて い る 。 そ ら

し て、 蒸発器 1 8 の 出 口側は吸込管 1 9 お よ び後述す る 二重接続管 2 3 を介 し て ロ ー タ リ コ ン プ レ ッ サ 1 2 の吸 込口 に接続 さ れ、 こ れに よ り 冷凍サ イ ク ルが構成 さ れて い る 。

他方、 符号 2 0 は、 凝縮器 1 6 に併設 さ れた 中間 ラ ジ エー 夕 を示 し、 こ の 中間 ラ ジェ一 夕 2 0 と 、 ロ ー タ リ ー コ ン プ レ ッ サ 1 2 の シ リ ン ダ 5 の吐出 口 と は吐出管 2 1 を介 し て接続 さ れてい る 。 し た力 つ て、 シ リ ン ダ 5 内部 の圧縮室で圧縮さ れた高温高圧の冷媒ガス は、 先ず吐出 管 2 1 を通 っ て中間ラ ジェ一 タ 2 0 に導入 さ れ冷却さ れ る よ う に な っ て い る 。 そ し て、 こ の 中間ラ ジ ェ 一 夕 2 0 の 出 口側か ら 引 き 出 さ れた戻 し管 2 2 の終端部は、 吸込 管 1 9 の ロ ー タ リ ー コ ン プ レ ッ サ 1 2 側の接続端部に接 綜 さ れた 2 重接続管 2 3 と接続 さ れてい る 。 こ の 2 重接 続管 2 3 は、 内管 2 3 a と 外管 2 3 b と を同心的 に組み 合わせ る こ と に よ っ て構成 さ れて い る 。 こ の実施例では 内管 2 3 a は、 一端が吸込管 1 9 と連通す る と と も に、 他端がケ 一 シ ン グ 1 に入 っ た の ち サ ブべァ リ ン グ 4 の吸 込口 に接続 さ れて シ リ ン ダ 5 の圧縮室に連通 し てい る 。 こ の様に、 こ の実施例では、 吸込管 1 9 と 内管 2 3 a と を别部材で構成 し たが、 吸込管 1 9 を延出 し て内管に代 え る こ と も で き る 。

こ れ に 対 し て 、 ケ ー シ ン グ 1 の 外側 に位置す る 外管 2 3 b の外端部は封止 さ れ る 一方、 ケ 一 シ ン グ 1 の 内側 に位置す る 内端部は開放端 と し て形成 さ れ、 こ の開放端 はサ ブべァ リ ン グ 4 の近 く ま で延出 し て い る 。

し か し て、 吸込管 1 9 か ら二重接続管 2 3 の う ち 内管 2 3 b を介 し て シ リ ン ダ 5 に吸い込 ま れて圧縮 さ れ高温 高圧 に な っ た冷媒ガ ス は、 吐出管 2 1 を通 し て中 間 ラ ジ エ ー タ 2 0 に一旦導入 さ れ る 。 そ し て、 こ の 中間 ラ ジ ェ ー タ 2 0 お い て冷却 さ れて温度の下が っ た冷媒ガス は、 戻 り 管 2 2 を通 っ て、 二重接続管 2 3 の う ち 外管 2 3 a の開放端力、 ら ケ 一 シ ン グ 1 の 内部に放出 さ れ、 こ の ケ ー シ ン グ 1 内部の部品の 間を通過 し て導出管 1 5 か ら 冷凍 サ イ ク ノレに導出 さ れ る 。 こ の よ う に し て、 中間 ラ ジ ェ一 夕 2 0 力、 ら圧縮ガ ス を還流 さ せ る こ と で、 ま ず一次的 に コ ン プ レ ッ サの過熱が防止 さ れ る 。 な お、 こ の場合、 外 管 2 3 a の開放端か ら放出 さ れ る 温度の下が っ た圧縮ガ ス は 、 シ リ ン ダ 5 に 向力、 つ て放散 さ れ シ リ ン ダ 5 を冷却 す る 効果が得 ら れ る 。 ま た 、 中間 ラ ジ 一 夕 2 0 力、 ら の 冷却 さ れた ガス が、 内管 2 3 a を覆 う 外管 2 3 b の 内側 を通 っ てケ ー シ ン グ 1 内部 に導かれ る よ う に な つ て い る の で、 内管 2 3 a を通 る 吸込み ガスが、 ケ ー シ ン グ 5 内 部の比較的 に高い温度の圧縮ガ ス と熱交換 し て温度が昇 温す る のが防止 さ れ る 。

こ こ で、 吸込管 1 9 か ら 内管 2 3 a を経て導入 さ れ る 吸込ガス の シ リ ン ダ 5 の入 口側の温度を T p 、 ケ 一 シ ン グ 】 内部の ガス の温度を T G iと す る 。 中 間 ラ ジ ェ 一 タ 2 0 か ら還流す る圧縮ガスが外管 2 3 b を通過す る 過程 の熱交換作用 を考慮に入れな い も の と すれば、 吸込ガス と ケ ー シ ン グ 1 内部の圧縮ガス と の間で熱交換 さ れる そ の交換熱量 Q ェ は、

Q j ^ K l - A C T gj - T g ) ·'· ( 1 ) で与え ら れる 。 こ こ に、 定数 は内管 2 3 a を通 じ て の熱貫流係数、 定数 A は 内管 2 3 a の伝熱面積であ る。

実際、 シ リ ン ダ入口側の吸込ガス の温度 T _s 力《 3 2 で 程度の場合、 ケ 一 シ ン グ 1 内部の ガス の温度 T _G丄は

1 1 0 °C程度ま で昇温す る 。 従 っ て、 （ 1 ) 式力、 ら ュ は、

Q , = K ₁ - A ( 1 1 0 - 3 2 )

= 7 8 K ₂ · A

·σ* *¾/ ο

—方、 こ の実施例に よ れば、 中間ラ ジェ一 夕 2 0 にお いて冷却さ れて外管 2 3 b を還流す る 圧縮ガス の温度を T _p。と し 、 こ の場合熱交換の条件が異な る の で、 熱貫流 係数を K ハ と すれば、 こ の圧縮ガス と 吸込ガス と の間で 熱交換 さ れ る そ の交換流量 Q つ は、

Q つ = K つ · A ( Τ _{β 9} - T _s ) （ 2 ) で与え ら れ る 。

こ こ で、 中間ラ ジ ェ一 タ 2 0 力、 ら還流す る 圧縮ガス は、 6 0 C程度ま で冷却さ れてい る のが普通であ る ので、 ( 2 ) 式力、 ら Q 2 は、 Q K

2 2 A ( 6 0 - 2 )

= 2 8 K · A

と な る 。

こ の場合、 通常の条件で は、 K ≥ K つ と し て よ い 力、 り

Q > > Q 9

と な る

従 つ て、 内管 2 3 a を流れ る 吸込ガス と 外管 2 3 b を 還流す る 圧縮ガス と の 間の熱交換量が小 さ く 、 こ の吸込 ガス の昇温を抑え る こ と がで き る ので、 吸込ガ ス の比容 積を小 さ く す る こ と と な り 、 中間 ラ ジ ェ一 夕 方式に よ る 過熱防止効果 と 相俟 っ て コ ン プ レ ッ サの体積効率を改善 す る こ と 力 で き る 。

産業上の利用可能性

本発明 に よ る 密閉型 ロ ー タ リ コ ン プ レ ツ サは家庭用 お よ び業務用冷暖房装置、 車両用 冷暖房装置 に広 く 使用す る こ と 力;'で き る 。

Claims

/ O

請 求 の 範 囲 1 . シ リ ン ダ室内で圧縮さ れた ガス を外部の中間 ラ ジエ ー タ に導 き 冷却 し た圧縮ガス を戻 り 管を介 し て密閉 ケ 一 シ ン グ内部に還流 さ せ る よ う に し た密閉型 コ ン プ レ ッ サ に お いて、 吸込管に連通す る 内管 と上記戻 り 管に連 通す る 外管 と を同心的に組み 合わせた二重接続管を吸込 管の コ ン プ レ ッ サ側の接続端部に接続 し 、 上記戻 り 管を 密閉ケ ー シ ン グの外側で外管に接続す る と と も に、 こ の 外管の密閉ケ ー シ ン グ内部側の管端を開放端 と し た こ と を特徴 と す る 密閉型 コ ン プ レ ッ サ。

2 . 上記二重接続管の 内管は、 吸い込み管と共通の 部材に よ っ て構成 さ れた こ と を特徴 と する 請求の範囲第 1 項記載の密閉型 コ ン プ レ ッ サ 。

3 . 上記二重接続管の外管の 内端は、 圧縮機部の サ プベア リ ン グの近 く で終端 し てい る こ と を特徴 とす る 請 求の範囲第 1 項記載の密閉型 コ ン プ レ ッ サ。