WO2017145277A1 - 回転圧縮機 - Google Patents

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sealed container
rotary compressor
discharge pipe
surface portion
distance
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Inventor
興平 大槻
聡経 新井
尚久 五前
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三菱電機株式会社
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Priority to PCT/JP2016/055349 priority patent/WO2017145277A1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
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    • F04B39/121—Casings
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings

Definitions

  • the present invention relates to a rotary compressor, and more particularly to the structure of a hermetic container of a hermetic rotary compressor.
  • a hermetic rotary compressor that is an example of a rotary compressor
  • internal parts such as an electric motor and a compressor are hermetically sealed in a welded integral container, and a discharge pipe that discharges refrigerant to the upper part of the hermetic container; Airtight terminals connected to internal components are provided. If the inside of the sealed container becomes high pressure during the operation of the hermetic rotary compressor, the sealed container may be deformed due to stress concentration between the discharge pipe and the airtight terminal, which may cause leakage of the refrigerant.
  • Patent Document 1 proposes that the upper part of a sealed container that has been flat in the past is formed in a hemispherical shape, and a discharge pipe through which a refrigerant flows is arranged at the center to improve the pressure resistance of the upper sealed container.
  • the upper sealed container is formed into a circular lid shape as a whole by a plurality of spherical surfaces, and the pressure-tight strength of the upper sealed container is arranged by arranging airtight terminals, accessories, etc. along the spherical surface. It has been proposed to facilitate the installation of discharge pipes and airtight terminals while improving the efficiency.
  • the discharge pipe diameter is increased to an appropriate size while maintaining the outer diameter of the sealed container. Therefore, it is necessary to suppress the loss in the discharge pipe.
  • the discharge pipe diameter is enlarged, the airtight terminal and the discharge pipe provided on the upper part of the sealed container are close to each other, and stress is concentrated in the region between the airtight terminal and the discharge pipe when the closed container is at high pressure. Is likely to occur. The deformation that occurs in this region is difficult to prevent even if the configurations of Patent Documents 1 and 2 are adopted, and leakage of refrigerant gas, breakage of the airtight terminal, and the like occur.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even if the discharge pipe diameter is enlarged while maintaining the outer diameter of the sealed container, the strength of the upper sealed container can be secured, and the airtight terminal is provided.
  • An object of the present invention is to provide a rotary compressor capable of easily arranging the above.
  • a rotary compressor includes a compression mechanism section and a sealed container that houses an electric motor section.
  • the sealed container closes a cylindrical body and an opening at one end of the body, and discharges a refrigerant.
  • a first sealed container having a discharge pipe connected to a central part thereof, and a second sealed container for closing an opening at the other end of the body part, wherein the first sealed container is connected to the electric motor part.
  • the first axis located on the virtual vertical plane is inclined at a first inclination angle in a direction away from the virtual vertical plane as approaching the discharge pipe, and the second axis perpendicular to the first axis is inclined.
  • the second direction is away from the virtual vertical plane. It is inclined at an inclination angle.
  • the flat surface portion on which the airtight terminal is disposed is inclined at the first inclination angle and the second inclination angle with respect to the virtual vertical plane perpendicular to the axial direction of the trunk portion.
  • FIG. 2 It is an internal block diagram which shows the inside of the rotary compressor which concerns on embodiment. It is a top view of an upper airtight container. It is a figure when the cross section along the X-axis of FIG. 2 is seen in the Y direction. It is a figure when the cross section along the Y-axis of FIG. 2 is seen in a X direction. It is a graph which shows the comparison result of the deformation
  • FIG. 1 is an internal configuration diagram showing the inside of a rotary compressor 100 according to the present embodiment.
  • a twin rotary type rotary compressor 100 having two cylindrical cylinders 25 in the compression mechanism unit 2 will be described as an example.
  • the rotary compressor 100 is a hermetic electric compressor in which a compression mechanism unit 2 and an electric motor unit 3 are accommodated in a hermetic container 1.
  • a suction muffler 14 is connected to the sealed container 1, and refrigerant is sucked from the suction muffler 14, compressed to a high pressure, and discharged.
  • the sealed container 1 includes a cylindrical body 11, an upper sealed container 12 that closes an opening above the body 11, and a lower sealed container 13 that closes an opening below the body 11.
  • the upper sealed container 12 is an example of a first sealed container of the present invention
  • the lower sealed container 13 is an example of a second sealed container of the present invention.
  • the parts to which they are connected are fixed by welding and kept sealed.
  • the body 11 is provided with a suction pipe 15 connected to the suction muffler 14, and the upper sealed container 12 is provided with a discharge pipe 4.
  • the discharge pipe 4 is on the extension line of the rotating shaft 21 and is installed at the center of the upper sealed container 12.
  • the upper sealed container 12 is provided with an airtight terminal 16 and a rod 7 which are electrically connected to the electric motor unit 3 in the sealed container 1.
  • the lower sealed container 13 has a shape approximated to a hemispherical shape.
  • the lower sealed container 13 may be provided with an oil supply mechanism that stores lubricating oil supplied to the compression mechanism unit 2.
  • the electric motor unit 3 includes a rotor 31 and a stator 32.
  • the stator 32 is shrink-fitted to the body 11 of the sealed container 1 and fixed by various fixing methods such as welding, and is electrically connected to the airtight terminal 16 provided on the upper sealed container 12 by lead wires.
  • the compression mechanism unit 2 includes a rotating shaft 21, a main bearing 22, a sub bearing 23, a rolling piston 24, a cylindrical cylinder 25, and a vane 26.
  • the rotating shaft 21 is fixed to the rotor 31 of the electric motor unit 3 and is held by the main bearing 22 and the sub bearing 23.
  • the rolling piston 24 is fixed to the rotary shaft 21 and accommodated in the cylindrical cylinder 25 so as to be eccentrically rotatable.
  • the cylindrical cylinder 25 is divided for each compression chamber by a vane 26, moves through the compression chamber, and the high-pressure refrigerant is discharged into the space inside the sealed container 1.
  • FIG. 2 is a top view of the upper sealed container 12.
  • the upper closed container 12 connected to the body 11 on the XY plane formed by the upper end of the cylindrical body 11 has a circular shape when viewed from above, and a discharge pipe is formed at the center of the container. 4 is provided.
  • the surface of the upper sealed container 12 is composed of a flat surface portion 17 and a curved surface portion 18.
  • the flat surface portion 17 has an elliptical shape having end portions 17 a and 17 b, and an edge portion is connected to the curved surface portion 18.
  • the flat surface portion 17 is formed in an elliptical shape, and one end portion 17 a is provided with a plurality of airtight terminals 16 to which the electric motor portion 3 inside the sealed container 1 is connected and the outermost shell 16 a is continuous with the flat surface portion 17. ing.
  • a rod 7 perpendicular to the planar portion 17 is provided at the other end 17 b of the planar portion 17.
  • the discharge pipe 4 provided at the center of the upper sealed container 12 has an outer diameter of 0.1 to 0.2 times the outer diameter of the upper sealed container 12.
  • the curved surface portion 18 is formed in a shape approximated to a hemispherical shape by a plurality of curved surfaces, for example.
  • FIG. 3 is a view when a cross section along the X axis in FIG. 2 is viewed in the Y direction.
  • the plane portion 17 when the plane portion 17 is viewed in the Y direction, the plane portion 17 is inclined at an angle of ⁇ 1 with respect to the XY plane formed at the upper end of the body portion 11, and the edge of the plane portion 17 is
  • the curved portion 18 is connected to the curved portion 18a by a smooth curve. Specifically, it is formed at the upper end of the body portion 11 and is inclined at an inclination angle ⁇ 1 in a direction away from the XY plane with respect to the X axis located on the XY plane orthogonal to the axial direction of the body portion 11. .
  • the distance from one end 17a of the plane portion 17 to the XY plane formed by the upper end of the body 11 is farther than the distance from the other end 17b to the XY plane formed by the upper end of the body 11. positioned.
  • the flat surface portion 17 inclined at the inclination angle ⁇ 1 is connected to the curved surface portion 18 by the concave portion 18a, so that the distance along the surface between the outermost shell 16a of the airtight terminal 16 and the side surface of the discharge pipe 4, and the airtightness The distance along the surface between the outermost shell 16a of the terminal 16 and the inner surface of the upper sealed container 12 is increased.
  • the concave portion 18a is formed thick and has a function as a rib for improving strength.
  • FIG. 4 is a view when a cross section along the Y axis in FIG. 2 is viewed in the X direction.
  • the flat surface portion 17 is inclined at the inclination angle ⁇ 2, so that the distance along the surface between the outermost shell 16a of the hermetic terminal 16 and the side surface of the discharge pipe 4 and the outermost of the hermetic terminal 16 are increased. The distance along the surface between the shell 16a and the inner surface of the upper closed vessel 12 is increased. Also when viewed in the Y direction, one end 17a of the flat surface portion 17 protrudes from the curved surface portion 18, and the edge portion of the flat surface portion 17 is connected to the curved surface portion 18 by a smooth curve of the concave portion 18a. Yes.
  • the XY plane is an example of a virtual vertical plane of the present invention
  • the X axis and the Y axis are examples of a first axis and a second axis
  • the tilt angle ⁇ 1 and the tilt angle ⁇ 2 are the first tilt angle and It is an example of the 2nd inclination angle.
  • the plane portion 17 has an inclination with respect to the upper end surface of the body portion 11 in two cross sections in the X direction and the Y direction orthogonal to each other when the upper sealed container 12 is viewed from above, and is formed by the recess 18a.
  • the curved surface portion 18 is smoothly connected. Therefore, even when the distance between the airtight terminal 16 and the discharge pipe 4 is maintained when viewed from above, the distance along the surface between the outermost shell 16 a of the airtight terminal 16 and the side surface of the discharge pipe 4. And the distance along the surface between the outermost shell 16a of the airtight terminal 16 and the inner surface of the upper sealed container 12 is extended.
  • one end portion 17 a of the flat surface portion 17 is further away from the curved surface portion 18, and one end portion 17 a of the flat surface portion 17 protrudes from the curved surface portion 18.
  • the distance to the XY plane is large. Therefore, the distance along the surface from the airtight terminal 16 to the discharge pipe 4 is further extended.
  • the diameter of the sealed container is 100 mm and the flat surface portion 17 is not inclined, the distance between the side surface of the discharge pipe 4 and the outermost shell 16a of the hermetic terminal 16 and the outermost shell 16a of the hermetic terminal 16 will be described. And a sufficient distance from the inner surface of the upper sealed container 12 cannot be secured.
  • the distance between the flat portion 17 inclined at the inclination angles ⁇ 1, ⁇ 2 and the side surface of the discharge pipe 4 and the outermost shell 16a of the hermetic terminal 16 is 5 mm, and the outermost shell 16a of the hermetic terminal 16 and the upper sealed container 12 are set.
  • the distance between the inner surface and the inner surface is 5 mm, and the design conforming to the regulation of the insulation distance is possible.
  • the distance between the side surface of the discharge pipe 4 and the outermost shell 16a of the airtight terminal 16 is 5 mm or more, and the distance between the outermost shell 16a of the airtight terminal 16 and the inner surface of the upper sealed container 12 is 5 mm or more. It is desirable.
  • the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the plane portion 17 are preferably 5 ° or more and 30 ° or less with respect to the XY plane. By setting the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 in this range, the distance between the side surface of the discharge pipe 4 and the outermost shell 16a of the hermetic terminal 16, the outermost shell 16a of the hermetic terminal 16, and the inner surface of the upper sealed container 12 The distance between is secured.
  • the flat surface portion 17 is inclined, the airtight terminal 16 is prevented from jumping out of the opening of the upper sealed container 12 in a plan view.
  • the rotary compressor 100 sucks the refrigerant from the suction muffler 14 through the suction pipe 15.
  • the refrigerant sucked from the suction pipe 15 is introduced into the compression mechanism unit 2, is compressed in the compression mechanism unit 2, becomes a high-temperature / high-pressure gas refrigerant, and is discharged into the sealed container 1.
  • the gas refrigerant passes through the gap between the inner surface of the sealed container 1 and the electric motor unit 3 and is discharged from the discharge pipe 4 of the upper sealed container 12. As a result, a high-temperature and high-pressure gas refrigerant is generated by the rotary compressor 100.
  • the hermetic container 1 When the refrigerant compressed in the compression mechanism unit 2 is discharged into the hermetic container 1, the hermetic container 1 receives an outward force from the high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the body 11 and the lower sealed container 13 have a shape approximate to a cylindrical shape and a hemispherical shape, so that stress concentration due to an outward force is reduced.
  • the upper airtight container 12 has a surface formed by an elliptical flat surface portion 17 and a curved surface portion 18 approximated to a hemispherical shape.
  • the flat surface portion 17 is provided with an airtight terminal 16 and a rod 7 to which a cover for protecting the airtight terminal 16 is attached, and the curved surface portion 18 is provided with a discharge pipe 4 at a center position of the upper sealed container 12. ing.
  • the flat surface portion 17 is inclined in two directions, and one end portion 17a of the elliptical flat surface portion 17 protrudes outward from the curved surface portion 18 of the upper closed container 12 and is higher than the center of the upper closed container 12. Has been extended.
  • the flat surface portion 17 and the curved surface portion 18 are connected by a smooth curved concave portion 18a. Therefore, the distance between the airtight terminal 16 and the discharge pipe 4 is increased as compared with the case where the upper sealed container 12 is flat or a plane along a spherical shape.
  • the concave portion 18a has an increased thickness and functions as a rib.
  • the upper closed container 12 has a surface formed by the flat surface portion 17 and the curved surface portion 18, and a smooth concave portion 18a in which the edge portion of the flat surface portion 17 where stress is particularly concentrated is formed thick.
  • a region other than the flat surface portion 17 in the upper sealed container 12 is formed by a curved surface portion 18 approximated to a hemispherical shape.
  • the flat surface portion 17 is inclined in two directions, and the distance between the airtight terminal 16 provided on the flat surface portion 17 and the discharge pipe 4 provided on the curved surface portion 18 is extended. Therefore, for example, even when the discharge pipe 4 having a diameter 0.1 times larger than the outer diameter of the upper sealed container 12 is used, the airtight terminal 16 and the discharge pipe 4 can be arranged sufficiently separated from each other. It becomes.
  • the airtight terminal 16 requires a cover for covering the airtight terminal 16, and for this purpose, the rod 7 for attaching the cover must also be disposed.
  • the flat surface portion 17 protrudes outward from the curved surface portion 18 of the upper sealed container 12, extends to a high position, and has a large area. Therefore, it is easy to arrange or attach the airtight terminal 16 and the rod 7 and to attach the cover to the rod 7.
  • the upper closed container 12 of the rotary compressor 100 according to the present embodiment and the conventional upper closed container were subjected to numerical analysis and the deformation amount under load was calculated and compared.
  • the inclination of the plane portion 17 is set so as to have an inclination angle of 10 ° with respect to the X axis and 15 ° with respect to the Y axis in FIG.
  • the airtight terminal was provided with a flat surface with no inclination, and a discharge pipe was provided at the center of the upper sealed container.
  • the outer diameter and plate thickness of the upper sealed container of the comparative example were the same as those of the upper sealed container 12.
  • the outer diameter of the discharge pipe 4 used for the upper sealed container 12 was 1.5 times the outer diameter of the discharge pipe used for the upper sealed container of the comparative example.
  • FIG. 5 is a graph showing a comparison result of the deformation amount with respect to the internal pressure of the upper sealed container 12 of the present embodiment and the upper sealed container of the conventional example.
  • numerical analysis conditions were set for the upper closed container with a load pressure of 5 MPa, and the deformation amount under load was calculated.
  • the black bar graph is the amount of change in the example
  • the white bar graph is the amount of change in the comparative example.
  • the deformation amount of the upper sealed container of the comparative example was set to 100%.
  • the amount of deformation between the discharge tube 4 of the upper sealed container 12 and the airtight terminal 16 is about 50 of the amount of deformation between the discharge tube of the upper sealed container of the comparative example and the airtight terminal. It has decreased to about%. Further, the deformation amount of the central portion of the hermetic terminal 16 is reduced to about 80% of the deformation amount of the central portion of the hermetic terminal of the comparative example. Thus, it is considered that the amount of deformation decreased even when the outer shape of the discharge pipe 4 increased by 1.5 times because the distance between the discharge pipe 4 and the airtight terminal 16 was sufficiently maintained.
  • one of the factors is that the flat portion 17 where the airtight terminal 16 is arranged and the curved surface portion 18 where the discharge pipe 4 is arranged are connected by a smooth concave portion 18a.
  • twin rotary compressor having two compression chambers has been described as an example.
  • the present invention is applied to a single rotary having a large refrigerant flow rate, a scroll compressor, and the like, and the discharge pipe is expanded. You can also plan.
  • the compressor is applied to a vertical type compressor.
  • the vertical sealed container is press-fitted into the open part of the cylindrical sealed container.
  • the present invention can also be applied when a discharge pipe is provided at the center.
  • the flat surface portion 17 on which the airtight terminal 16 is disposed is inclined at the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 from the XY plane formed by the opening of the body portion 11. Yes.
  • the arrangement and connection of the airtight terminals 16 are facilitated.
  • the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are formed at different angles. For this reason, the distance between the side surface of the discharge pipe 4 and the outermost shell 16a of the airtight terminal 16 and the distance between the outermost shell 16a of the airtight terminal 16 and the inner surface of the upper sealed container 12 are sufficiently secured. be able to.
  • one end portion 17a of the flat surface portion 17 is protruded from the curved surface portion 18 and the distance from the XY plane is increased.
  • the area of the flat surface portion 17 can be sufficiently enlarged while maintaining the distance from the distance, and the distance between the airtight terminal 16 and the discharge pipe 4 can be increased.
  • the flat portion 17 and the curved surface portion 18 are connected by the concave portion 18a with a smooth curve, whereby the strength of the sealed container 1 is improved.
  • the outer diameter of the discharge pipe 4 is enlarged, and it is possible to increase the amount of refrigerant circulation while maintaining the strength of the hermetic container 1, and high-performance rotary compression. A machine 100 is obtained.
  • the rotary compressor 100 by setting the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of the plane portion 17 to 5 ° or more and 30 ° or less, the distance between the airtight terminal 16 and the discharge pipe 4 is increased. And the area of the plane part 17 can be expanded sufficiently. Further, it is possible to prevent the airtight terminal 16 from protruding outward from the sealed container 1.
  • the rotary compressor 100 for example, even if the diameter of the sealed container is 100 mm, the distance between the side surface of the discharge pipe 4 and the hermetic terminal 16 is 5 mm or more.
  • the distance from the side surface of the upper sealed container 12 can be 5 mm or more. Therefore, it is possible to design according to the regulation of the insulation distance.
  • the rotary compressor 100 since the rod 7 is provided on the flat surface portion 17, the work of attaching the cover that covers the airtight terminal 16 becomes easy.
  • the sealed container 1 even when a refrigerant having a saturation pressure higher than that of the R22 refrigerant is compressed, the sealed container 1 has sufficient strength, so that safety is maintained.

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Abstract

　密閉容器外径を維持しながら、吐出管径を拡大し、且つ、上部密閉容器強度を確保するとともに、気密端子の設置が容易である回転圧縮機。回転圧縮機は、圧縮機構部、及び、電動機部を収容する密閉容器を備え、前記密閉容器は、円筒形の胴部と、前記胴部の一端の開口を塞ぎ、冷媒を吐出させる吐出管が中央部に接続された第１密閉容器と、前記胴部の他端の開口を塞ぐ第２密閉容器と、を有し、前記第１密閉容器は、前記電動機部に接続される気密端子が配置された平面部と、前記平面部以外を形成する、少なくとも１つの曲面部と、を有し、前記平面部は、前記一端の開口により形成され、前記胴部の軸方向に直交する仮想垂直面に位置する第１軸に対して、前記吐出管に近づくにつれて前記仮想垂直面から離れる方向に第１傾斜角度を成して傾斜し、前記第１軸と直交する第２軸に対して、前記吐出管に近づくにつれて前記仮想垂直面から離れる方向に第２傾斜角度を成して傾斜する。

Description

回転圧縮機
　本発明は、回転圧縮機に関し、特に、密閉型回転圧縮機の密閉容器の構造に関するものである。
　回転圧縮機の一例である、密閉型回転圧縮機においては、溶接された一体型の容器に電動機、圧縮機などの内部部品が密閉され、密閉容器の上部に冷媒が吐出される吐出管と、内部の部品に接続される気密端子とが設けられている。密閉型回転圧縮機の稼働中に密閉容器の内部が高圧になると、吐出管と、気密端子との間の応力集中により密閉容器が変形し、冷媒の漏出などを引き起こすことがある。
　特許文献１では、従来平坦であった密閉容器上部を半球形状に形成し、その中心に冷媒が流通する吐出管を配置して、上部密閉容器の耐圧強度を向上させることが提案されている。
　特許文献２では、上部密閉容器を複数の球面により、全体として円蓋状に形成し、気密端子や付属品などを球面に沿って設けた平面部に配置することで、上部密閉容器の耐圧強度を向上させながら、吐出管や気密端子の設置を容易にすることが提案されている。
特開平１１－１５９４５６号公報 特開２０１５－１２４７００号公報
　回転圧縮機の小型化、高能力化のためには、冷媒循環量を増加させることが考えられるが、その場合には、密閉容器外径を維持したまま吐出管径を適切な大きさに拡大して、吐出管における損失を抑制することが必要となる。ところが、吐出管径を拡大すると、密閉容器上部に設けられた気密端子と吐出管とが近接することになり、密閉容器高圧時に気密端子と吐出管との間の領域に応力が集中し、変形が生じやすくなる。この領域で生じる変形は、例え、特許文献１、２の構成を採用した場合であっても防止することは困難であり、冷媒ガスの漏出や気密端子破損などが生じている。
　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、密閉容器外径を維持しながら吐出管径を拡大しても、上部密閉容器の強度を確保でき、且つ、気密端子の配置を容易に行える回転圧縮機を提供することを目的とする。
　本発明に係る回転圧縮機は、圧縮機構部、及び、電動機部を収容する密閉容器を備え、前記密閉容器は、円筒形の胴部と、前記胴部の一端の開口を塞ぎ、冷媒を吐出させる吐出管が中央部に接続された第１密閉容器と、前記胴部の他端の開口を塞ぐ第２密閉容器と、を有し、前記第１密閉容器は、前記電動機部に接続される気密端子が配置された平面部と、前記平面部以外を形成する、少なくとも１つの曲面部と、を有し、前記平面部は、前記一端の開口により形成され、前記胴部の軸方向に直交する仮想垂直面に位置する第１軸に対して、前記吐出管に近づくにつれて前記仮想垂直面から離れる方向に第１傾斜角度を成して傾斜し、前記第１軸と直交する第２軸に対して、前記吐出管に近づくにつれて前記仮想垂直面から離れる方向に第２傾斜角度を成して傾斜する。
　本発明に係る回転圧縮機によれば、気密端子が配置される平面部が胴部の軸方向に直交する仮想垂直面に対して第１傾斜角度、第２傾斜角度で傾斜している。これにより、吐出管と気密端子との距離及び気密端子と密閉容器との距離が延長され、密閉容器外径を維持したまま吐出管径を拡大させても、吐出管と気密端子と間で応力が集中することが抑制され、密閉容器に変形が生じにくくなる。また、密閉容器の強度を十分確保することが可能となり、気密端子の配置も容易となる。
実施の形態に係る回転圧縮機の内部を示す内部構成図である。 上部密閉容器の上面図である。 図２のＸ軸に沿った断面をＹ方向に見たときの図である。 図２のＹ軸に沿った断面をＸ方向に見たときの図である。 本実施の形態の上部密閉容器、及び、従来例の上部密閉容器の内圧に対する変形量の比較結果を示すグラフである。
　実施の形態．
　図１は、本実施の形態に係る回転圧縮機１００の内部を示す内部構成図である。以下の説明においては、回転圧縮機１００として、圧縮機構部２に２つの円筒シリンダ２５を有するツインロータリー形の回転圧縮機１００を例に説明する。図１に示すように、回転圧縮機１００は、密閉容器１の内部に、圧縮機構部２、電動機部３を収容した、密閉型の電動圧縮機である。密閉容器１には、吸入マフラー１４が接続され、吸入マフラー１４から冷媒が吸入され、高圧に圧縮されて吐出される。
　密閉容器１は、円筒形状の胴部１１、胴部１１上側の開口を塞ぐ上部密閉容器１２、胴部１１下側の開口を塞ぐ下部密閉容器１３により構成されている。上部密閉容器１２は、本発明の第１密閉容器の一例であり、下部密閉容器１３は、本発明の第２密閉容器の一例である。それぞれが接続する部分は溶接により固定され、密閉状態が保たれている。胴部１１には吸入マフラー１４に接続される吸入管１５設けられ、上部密閉容器１２には吐出管４が設けられている。吐出管４は、回転軸２１の延長線上であり、上部密閉容器１２の中央部に設置されている。上部密閉容器１２には、密閉容器１内の電動機部３に電気的に接続される気密端子１６と、ロッド７とが設けられている。ロッド７には、気密端子１６を保護するためのカバーが取付けられる。下部密閉容器１３は、半球形に近似された形状を有する。下部密閉容器１３には、圧縮機構部２に供給される潤滑油が貯留される給油機構が設けられていてもよい。
　電動機部３は、回転子３１と固定子３２とにより構成されている。固定子３２は密閉容器１の胴部１１に焼き嵌め、溶接など各種固定法により固定され、リード線により上部密閉容器１２に設けられた気密端子１６に電気的に接続されている。
　圧縮機構部２は、回転軸２１と、主軸受２２と、副軸受２３と、ローリングピストン２４と、円筒シリンダ２５と、ベーン２６と、により構成されている。回転軸２１は、電動機部３の回転子３１に固定されており、主軸受２２と副軸受２３とにより保持されている。ローリングピストン２４は、回転軸２１に固定され、円筒シリンダ２５内に偏芯回転可能に収容されている。円筒シリンダ２５は、ベーン２６により圧縮室毎に区切られており、圧縮室を移動し、高圧となった冷媒が密閉容器１内部の空間に吐出される。
　図２は、上部密閉容器１２の上面図である。図２に示すように、円筒形の胴部１１の上端が形成するＸＹ面において胴部１１に接続された上部密閉容器１２は、上面視において円形状であり、その中心部には、吐出管４が設けられている。上部密閉容器１２の表面は、平面部１７と、曲面部１８とにより構成されている。平面部１７は、端部１７ａ、１７ｂを有する楕円形であり、縁部が曲面部１８に接続している。
　平面部１７は、楕円形に形成され、一方の端部１７ａには、密閉容器１内部の電動機部３が接続し、最外殻１６ａが平面部１７に連続する複数の気密端子１６が設けられている。また、平面部１７の他方の端部１７ｂには、平面部１７に対して垂直なロッド７が設けられている。上部密閉容器１２の中心部に設けられた吐出管４は、上部密閉容器１２の外径の０．１倍以上０．２倍以下の外径を有する。一方、上部密閉容器１２の表面のうち、曲面部１８は、例えば、複数の曲面により、半球形に近似された形状に形成されている。
　図３は、図２のＸ軸に沿った断面をＹ方向に見たときの図である。図３に示すように、平面部１７をＹ方向に見ると、平面部１７は、胴部１１の上端で形成されるＸＹ面に対してθ１の角度で傾斜し、平面部１７の縁部が凹部１８ａの滑らかな曲線により曲面部１８に接続している。具体的には、胴部１１の上端で形成され、胴部１１の軸方向に直交するＸＹ面に位置するＸ軸に対し、ＸＹ面から離れる方向に傾斜角度θ１を成して傾斜している。傾斜角度θ１は、例えば、θ１＝５°であり、平面部１７の一方の端部１７ａは、曲面部１８により形成される半球状の面よりも外側に突出している。そして、平面部１７の一方の端部１７ａから胴部１１の上端が形成するＸＹ面までの距離は、他方の端部１７ｂから胴部１１の上端が形成するＸＹ面までの距離よりも遠くに位置している。傾斜角度θ１で傾斜する平面部１７が凹部１８ａにより曲面部１８と接続されることで、気密端子１６の最外殻１６ａと、吐出管４の側面との間の面に沿った距離、及び気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との間の面に沿った距離が増加される。凹部１８ａは、厚みが厚く形成されており、強度を向上させるリブとしての機能を有する。
　図４は、図２のＹ軸に沿った断面をＸ方向に見たときの図である。図４に示すように、平面部１７をＸ方向に見ると、平面部１７は、胴部１１の上端で形成されるＸＹ面に対し、例えばθ２＝１０°の角度で傾斜している。具体的には、Ｘ軸と直交するＹ軸に対して、ＸＹ面から離れる方向に傾斜角度θ２を成して傾斜している。この場合も、平面部１７が傾斜角度θ２で傾斜することで、気密端子１６の最外殻１６ａと、吐出管４の側面との間の面に沿った距離、及び、気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との間の面に沿った距離が増加される。Ｙ方向に見た場合にも、平面部１７の一方の端部１７ａは曲面部１８よりも突出しており、平面部１７の縁部は、凹部１８ａの滑らかな曲線により曲面部１８に接続されている。なお、ＸＹ面は、本発明の仮想垂直面の一例であり、Ｘ軸及びＹ軸は、第１軸及び第２軸の一例であり、傾斜角度θ１及び傾斜角度θ２は、第１傾斜角度及び第２傾斜角度の一例である。
　このように、平面部１７は、上部密閉容器１２を上面視した時に直交するＸ方向及びＹ方向の２方向の断面において、胴部１１の上端の面に対して傾斜を有し、凹部１８ａにより曲面部１８と滑らかに接続されている。そのため、上面視した時の気密端子１６と吐出管４との間の距離が維持された場合でも、気密端子１６の最外殻１６ａと、吐出管４の側面との間の面に沿った距離及び、気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との間の面に沿った距離が延長される。平面部１７の傾斜角度θ１、θ２を大きくすることで、平面部１７の一方の端部１７ａが曲面部１８から更に離れ、且つ、平面部１７の一方の端部１７ａは曲面部１８よりも突出し、ＸＹ面までの距離が大きくなっている。そのため、気密端子１６から吐出管４までの間の面に沿った距離が更に延長される。
　密閉容器の直径が１００ｍｍである場合に、平面部１７が傾斜していないと、吐出管４の側面と、気密端子１６の最外殻１６ａとの距離、及び、気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との間の距離を十分確保することができない。一方、傾斜角度θ１、θ２で傾斜した平面部１７、吐出管４の側面と、気密端子１６の最外殻１６ａとの距離を５ｍｍとし、気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との距離を５ｍｍとし、絶縁距離の規定に準ずる設計が可能となる。従って、吐出管４の側面と、気密端子１６の最外殻１６ａとの距離は、５ｍｍ以上とし、気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との距離を５ｍｍ以上とすることが望ましい。また、平面部１７の傾斜角度θ１、θ２としては、いずれも、ＸＹ面に対し、５°以上３０°以下であるとよい。傾斜角度θ１、θ２をこの範囲とすることで、吐出管４の側面と、気密端子１６の最外殻１６ａとの距離、及び、気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との間の距離が確保される。また、平面部１７が傾斜することで、平面視において気密端子１６が上部密閉容器１２の開口よりも外側に飛び出てしまうことが防止される。
　続いて、回転圧縮機１００の動作について説明する。回転圧縮機１００は、冷媒を吸入マフラー１４から吸入管１５を介して吸入する。吸入管１５から吸入された冷媒は、圧縮機構部２に導入され、圧縮機構部２において圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって密閉容器１内に吐出される。そして、ガス冷媒は、密閉容器１内面と電動機部３とのすきまを通り、上部密閉容器１２の吐出管４から吐出される。その結果、回転圧縮機１００により高温高圧のガス冷媒が生成される。
　密閉容器１は、圧縮機構部２において圧縮された冷媒が密閉容器１内部に吐出されると、高温高圧のガス冷媒により外向きの力を受ける。密閉容器１のうち、胴部１１及び下部密閉容器１３は、円筒形状及び半球形に近似された形状により、外向きの力による応力集中が低減される。
　一方、上部密閉容器１２は、楕円形の平面部１７と、半球形に近似された曲面部１８と、により表面が形成されている。平面部１７には、気密端子１６、及び、それを保護するカバーが取付けられるロッド７が設けられており、曲面部１８には、上部密閉容器１２の中心となる位置に吐出管４が設けられている。平面部１７は、２方向に傾斜しており、楕円形の平面部１７の一方の端部１７ａが上部密閉容器１２の曲面部１８よりも外側に突出し、上部密閉容器１２の中心よりも高い位置まで延長されている。また、平面部１７と、曲面部１８とは、滑らかな曲線状の凹部１８ａにより接続されている。そのため、気密端子１６と吐出管４との距離が、上部密閉容器１２が平坦である場合、又は、球形に沿った平面とした場合よりも増大される。凹部１８ａは、厚みが増加され、リブとしての機能を有する。
　このように、上部密閉容器１２は、平面部１７と、曲面部１８とにより表面が形成され、特に応力が集中しやすい平面部１７の縁部が、厚みが厚く形成された、滑らかな凹部１８ａにより曲面部１８に接続している。上部密閉容器１２のうち、平面部１７以外の領域は、半球形に近似された曲面部１８により形成されている。これにより、密閉容器１内部の圧力が上昇しても、応力が集中することが低減され、上部密閉容器１２の変形が抑制される。
　平面部１７は、２方向に傾斜しており、平面部１７に設けられた気密端子１６と、曲面部１８に設けられた吐出管４との間の距離が延長されている。そのため、例えば、上部密閉容器１２の外径の０．１倍の大径な吐出管４を用いた場合であっても、気密端子１６と、吐出管４とを十分離して配置することが可能となる。
　気密端子１６は、気密端子１６を覆うためのカバーを必要とするが、そのためには、カバーを取付けるロッド７も配置されていなければならない。平面部１７は、上部密閉容器１２の曲面部１８よりも外側に突出し、高い位置まで延長され、面積が大きく形成されている。そのため、気密端子１６、及び、ロッド７の配置、又は、取付け作業が容易であるとともに、ロッド７へのカバーの取り付けも容易となる。
　性能評価．
　性能評価においては、本実施の形態に係る回転圧縮機１００の上部密閉容器１２と、従来の上部密閉容器とについて、数値解析を行い負荷時の変形量を算出して比較を行った。本実施の形態に係る上部密閉容器１２は、図２のＸ軸に対し１０°、Ｙ軸に対し１５°の傾斜角になるように平面部１７の傾斜を設定した。比較例の上部密閉容器においては、表面を傾斜のない平坦な平面として気密端子を設けるとともに、上部密閉容器の中心に吐出管を設けた。比較例の上部密閉容器の外径、及び、板厚は上部密閉容器１２と同一とした。また、上部密閉容器１２に用いた吐出管４の外径は、比較例の上部密閉容器に用いた吐出管の外径の１．５倍とした。
　図５は、本実施の形態の上部密閉容器１２、及び、従来例の上部密閉容器の内圧に対する変形量の比較結果を示すグラフである。図５においては、上部密閉容器について、負荷圧力を５ＭＰａとして数値解析条件を設定し、負荷時の変形量について算出した。黒の棒グラフは、実施例の変化量であり、白抜きの棒グラフは、比較例の変化量である。比較においては、比較例の上部密閉容器の変形量を１００％とした。
　図５に示すように、上部密閉容器１２の吐出管４と、気密端子１６との間の変形量は、比較例の上部密閉容器の吐出管と、気密端子との間の変形量の約５０％程度にまで減少している。また、気密端子１６の中心部分の変形量は、比較例の気密端子の中心部分の変形量の約８０％程度に減少している。このように、吐出管４の外形が１．５倍に増加しても変形量が減少したのは、吐出管４と気密端子１６との間の距離が十分維持されたためであると考えられる。また、気密端子１６が配置された平面部１７と、吐出管４が配置された曲面部１８とが滑らかな凹部１８ａにより接続されたことも要因の一つであると考えられる。以上より、本実施の形態の上部密閉容器１２の構造を採用することで、応力集中が緩和され、上部密閉容器１２の変形を大幅に低減できることがわかった。
　なお、上記の説明においては、圧縮室を２つ設けたツインロータリー圧縮機を例にとり説明したが、本発明は、冷媒流量の大きいシングルロータリー、スクロール圧縮機などに適用し、吐出管の拡大を図ることもできる。
　また、上記の説明においては、縦置き型の圧縮機に適用する場合を想定して説明しているが、横置き型の圧縮機において、椀形密閉容器が円筒型密閉容器の解放部に圧入され、中心に吐出管が設けられている場合にも、本発明を適用することができる。
　以上説明した、本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、気密端子１６が配置される平面部１７が胴部１１の開口により形成されたＸＹ面から傾斜角度θ１、θ２で傾斜している。これにより、気密端子１６の最外殻１６ａと、吐出管４の側面との間の面に沿った距離及び、気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との間の面に沿った距離が延長される。そのため、密閉容器１の外径を維持したまま吐出管４の外径を拡大させても、密閉容器１の強度を確保することが可能となる。また、平面部１７に大きな面積を確保することができるため、気密端子１６の配置、接続などが容易になる。
　以上説明した、本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、傾斜角度θ１、θ２は、異なる角度に形成される。このため、吐出管４の側面と、気密端子１６の最外殻１６ａとの距離、及び、気密端子１６の最外殻１６ａと、上部密閉容器１２の内面との間の距離を十分に確保することができる。
　本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、平面部１７の一方の端部１７ａを曲面部１８よりも突出させ、ＸＹ面からの距離を大きくているため、平面部１７の吐出管４からの距離を保ちながら平面部１７の面積を十分拡大し、気密端子１６と吐出管４との距離を増大することができる。
　本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、平面部１７と曲面部１８とが凹部１８ａにより滑らかな曲線で接続されることで、密閉容器１の強度が向上する。
　本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、吐出管４の外径が拡大され、密閉容器１の強度を維持しながら、冷媒循環量を増加させることが可能となり、高能力な回転圧縮機１００が得られる。
　本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、平面部１７の傾斜角度θ１、θ２をそれぞれ５°以上３０°以下とすることで、気密端子１６と吐出管４との距離を増大させ、且つ、平面部１７の面積を十分拡大することができる。また、気密端子１６が密閉容器１よりも外側に突出してしまうことも防ぐことができる。
　本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、例えば、密閉容器の直径が１００ｍｍであっても、吐出管４の側面と、気密端子１６との距離は、５ｍｍ以上とし、気密端子１６と、上部密閉容器１２の側面との距離は、５ｍｍ以上とすることができる。そのため、絶縁距離の規定に則った設計が可能となる。
　本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、ロッド７が平面部１７に設けられるため、気密端子１６を覆うカバーの取付けの作業が容易になる。
　本実施の形態に係る回転圧縮機１００によれば、Ｒ２２冷媒よりも高い飽和圧力を有する冷媒を圧縮しても、密閉容器１の強度が十分であるため、安全が保たれる。
　１　密閉容器、２　圧縮機構部、３　電動機部、４　吐出管、７　ロッド、１１　胴部、１２　上部密閉容器、１３　下部密閉容器、１４　吸入マフラー、１５　吸入管、１６　気密端子、１６ａ　最外殻、１７　平面部、１７ａ　端部、１７ｂ　端部、１８　曲面部、１８ａ　凹部、２１　回転軸、２２　主軸受、２３　副軸受、２４　ローリングピストン、２５　円筒シリンダ、２６　ベーン、３１　回転子、３２　固定子、１００　回転圧縮機。

Claims (9)

  1. 　圧縮機構部、及び、電動機部を収容する密閉容器を備え、
    　前記密閉容器は、
    　円筒形の胴部と、
    　前記胴部の一端の開口を塞ぎ、冷媒を吐出させる吐出管が中央部に接続された第１密閉容器と、
    　前記胴部の他端の開口を塞ぐ第２密閉容器と、を有し、
    　前記第１密閉容器は、
    　前記電動機部に接続される気密端子が配置された平面部と、
    　前記平面部以外を形成する、少なくとも１つの曲面部と、を有し、
    　前記平面部は、
    　前記一端の開口により形成され、前記胴部の軸方向に直交する仮想垂直面に位置する第１軸に対して、前記吐出管に近づくにつれて前記仮想垂直面から離れる方向に第１傾斜角度を成して傾斜し、
    　前記第１軸と直交する第２軸に対して、前記吐出管に近づくにつれて前記仮想垂直面から離れる方向に第２傾斜角度を成して傾斜する
    　回転圧縮機。
  2. 　前記第１傾斜角度と、前記第２傾斜角度とが異なるように形成されている、
    　請求項１に記載の回転圧縮機。
  3. 　前記仮想垂直面と、前記平面部の前記仮想垂直面から最も離れた位置との距離は、
    　前記仮想垂直面と、前記曲面部との距離よりも大きい
    　請求項１又は２に記載の回転圧縮機。
  4. 　前記平面部と前記曲面部とは、
    　前記曲面部に形成された凹部により接続されている、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の回転圧縮機。
  5. 　前記吐出管の外径は、
    　前記第１密閉容器の外径の０．１倍以上となるように形成されている、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の回転圧縮機。
  6. 　前記第１傾斜角度は、前記仮想垂直面に対して５°以上３０°以下であり、
    　前記第２傾斜角度は、前記仮想垂直面に対して５°以上３０°以下である、
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の回転圧縮機。
  7. 　前記吐出管の側面と、前記気密端子との距離は、５ｍｍ以上であり、
    　前記気密端子と、前記第２密閉容器の側面との距離は、５ｍｍ以上である
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の回転圧縮機。
  8. 　前記平面部は、
    　前記平面部に対して垂直に設けられ、前記気密端子を覆うカバーが取付けられるロッドを備えた、
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の回転圧縮機。
  9. 　前記圧縮機構部は、
    　Ｒ２２冷媒よりも高い飽和圧力を有する冷媒を圧縮するものである、
    　請求項１～８のいずれか一項に記載の回転圧縮機。
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