JP2003004352A - レシプロ式圧縮機 - Google Patents
レシプロ式圧縮機Info
- Publication number
- JP2003004352A JP2003004352A JP2001185746A JP2001185746A JP2003004352A JP 2003004352 A JP2003004352 A JP 2003004352A JP 2001185746 A JP2001185746 A JP 2001185746A JP 2001185746 A JP2001185746 A JP 2001185746A JP 2003004352 A JP2003004352 A JP 2003004352A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerator
- torque
- load
- compressor
- reciprocating compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】インバータ制御の冷凍冷蔵庫において、周囲の
環境温度や食品貯蔵量等により圧縮機にかかる圧力が変
化するとともに、回転数を変化させることにより、負荷
トルクが変化する。この負荷トルクとモータの出力トル
クの偏差によりトルク変動が生じ、振動、騒音の原因と
なっていた。 【解決手段】位置検出素子、あるいはパターン設定等に
より各条件における負荷トルクに略一致したモータ出力
トルクを与えるトルク制御を用いる。
環境温度や食品貯蔵量等により圧縮機にかかる圧力が変
化するとともに、回転数を変化させることにより、負荷
トルクが変化する。この負荷トルクとモータの出力トル
クの偏差によりトルク変動が生じ、振動、騒音の原因と
なっていた。 【解決手段】位置検出素子、あるいはパターン設定等に
より各条件における負荷トルクに略一致したモータ出力
トルクを与えるトルク制御を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍冷蔵庫、ルー
ムエアコン等に使用されるレシプロ式圧縮機に係わり、
特にインバータにより回転数を可変とした場合の振動と
騒音の低減に適したレシプロ式圧縮機に関するものであ
る。
ムエアコン等に使用されるレシプロ式圧縮機に係わり、
特にインバータにより回転数を可変とした場合の振動と
騒音の低減に適したレシプロ式圧縮機に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、レシプロ圧縮機を用いた冷凍冷蔵
庫において、消費電力を低減するための一つの手段とし
て、インバータ制御により、冷凍冷蔵庫の周囲の環境温
度や、庫内の食品貯蔵量等による負荷変動または温度変
動に応じて回転数を可変としたものが考案されている
が、特に、内部防振構造を有するレシプロ式圧縮機にお
いては、振動系の減衰特性等より回転数の可変範囲を特
に高速域に拡張することが難しく、インバータ制御の特
徴を十分発揮できないという問題がある。また、近年環
境問題を考慮した冷媒として炭化水素系冷媒が実用化さ
れつつあり、これらの可燃性冷媒を用いる場合において
も機器の振動を低減し、配管溶接部の疲労負荷を低減す
ることで、安全性をより高めることが好ましい。図１
は、一般的なレシプロ式圧縮機の縦断面図である。密閉
容器１内に固定s子２１と回転子２２とからなる電動機
２と軸受体４上に配置されたシリンダ５、ピストン６等
と前記回転子２２に勘合され、回転運動を偏心部３１に
よりピストン６の往復運動に変換するための回転軸３等
からなる圧縮機構部を有する。一般的に、レシプロ式圧
縮機においては、内部防振構造が用いられており、すな
わち、前記電動機２および圧縮機構部より構成される構
造体を支持する支持バネ８や、圧縮機構部より吐出され
るガスを導くためのループパイプ９等で負荷に応じて発
生するトルク変動による構造体の振動を減衰させ、振動
あるいは騒音をコントロールする手法がとられている。
このような従来技術に関しては例えば、特開平３−１０
７５８１号公報他多数見られる。
庫において、消費電力を低減するための一つの手段とし
て、インバータ制御により、冷凍冷蔵庫の周囲の環境温
度や、庫内の食品貯蔵量等による負荷変動または温度変
動に応じて回転数を可変としたものが考案されている
が、特に、内部防振構造を有するレシプロ式圧縮機にお
いては、振動系の減衰特性等より回転数の可変範囲を特
に高速域に拡張することが難しく、インバータ制御の特
徴を十分発揮できないという問題がある。また、近年環
境問題を考慮した冷媒として炭化水素系冷媒が実用化さ
れつつあり、これらの可燃性冷媒を用いる場合において
も機器の振動を低減し、配管溶接部の疲労負荷を低減す
ることで、安全性をより高めることが好ましい。図１
は、一般的なレシプロ式圧縮機の縦断面図である。密閉
容器１内に固定s子２１と回転子２２とからなる電動機
２と軸受体４上に配置されたシリンダ５、ピストン６等
と前記回転子２２に勘合され、回転運動を偏心部３１に
よりピストン６の往復運動に変換するための回転軸３等
からなる圧縮機構部を有する。一般的に、レシプロ式圧
縮機においては、内部防振構造が用いられており、すな
わち、前記電動機２および圧縮機構部より構成される構
造体を支持する支持バネ８や、圧縮機構部より吐出され
るガスを導くためのループパイプ９等で負荷に応じて発
生するトルク変動による構造体の振動を減衰させ、振動
あるいは騒音をコントロールする手法がとられている。
このような従来技術に関しては例えば、特開平３−１０
７５８１号公報他多数見られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レシプロ式圧縮機を用
いた冷凍冷蔵庫等の製品においては、上記のように、圧
縮機内部の構造体の振動を支持バネあるいはループパイ
プ等で減衰させる方法をとっているが、これらの支持バ
ネあるいはループパイプ等は当然負荷変動や回転数変化
によらず一定の減衰特性しか有さないため、負荷変動が
ある程度大きくなると、振動減衰特性が不足し、異常な
振動あるいは騒音が発生する可能性が製高く、製品の付
加機能の多様化あるいは使用環境の変化に応じて変動す
る負荷に十分追随できる広範囲な回転数可変制御の妨げ
となり得る。例えば、図３に示すように、冷凍冷蔵庫の
周囲の環境温度、食品貯蔵量、その他の付加機能等で庫
内の負荷温度が変化すると、インバータ制御により、圧
縮機の回転数を変化させることになるが、通常負荷の高
い領域では高速運転、負荷の低い領域では低速運転され
る。このとき、図４に示すように、負荷に応じて圧縮機
にかかる圧力が変化することで、ガス圧縮荷重に起因す
るガス圧縮荷重は高速で運転される条件で高くなるケー
スが多い。また、レシプロ式圧縮機の場合、回転軸３の
偏心部３１にピストン６等が設置されており、これら
が、回転中心３ａのまわりで慣性力を生じる。この慣性
力は図５に示すように、回転数に応じて変化する。結果
的に、図６に示すように、ガス圧縮荷重および慣性力に
起因するトルクの合計が圧縮機の負荷トルクになり、こ
の負荷トルクとモータの出力トルクの差分が回転軸３の
一回転当たりのトルク変動となり、圧縮機の振動源ある
いは騒音源となっている。またこの中で、ガス圧縮トル
クのピーク付近では慣性トルクが逆向きに作用し、ピー
ク負荷を軽減する役割を担っている。このため、低速に
おいては、慣性トルクの大きさが小さくなるため、圧力
負荷が一定の場合、高速よりも負荷トルクとモータ出力
トルクの差が広がり、やはり振動が大きくなることが予
測される。圧縮機の振動は圧縮機の取り付け部材、例え
ば防振ゴムやバネあるいは接続配管より製品の本体に伝
わる。この内、配管の振動は同溶接部の疲労負荷となる
ため、特に炭化水素等の可燃性冷媒を使用する場合、振
動が高いほど長期使用時の冷媒漏洩を生じる危険性が高
まることになる。
いた冷凍冷蔵庫等の製品においては、上記のように、圧
縮機内部の構造体の振動を支持バネあるいはループパイ
プ等で減衰させる方法をとっているが、これらの支持バ
ネあるいはループパイプ等は当然負荷変動や回転数変化
によらず一定の減衰特性しか有さないため、負荷変動が
ある程度大きくなると、振動減衰特性が不足し、異常な
振動あるいは騒音が発生する可能性が製高く、製品の付
加機能の多様化あるいは使用環境の変化に応じて変動す
る負荷に十分追随できる広範囲な回転数可変制御の妨げ
となり得る。例えば、図３に示すように、冷凍冷蔵庫の
周囲の環境温度、食品貯蔵量、その他の付加機能等で庫
内の負荷温度が変化すると、インバータ制御により、圧
縮機の回転数を変化させることになるが、通常負荷の高
い領域では高速運転、負荷の低い領域では低速運転され
る。このとき、図４に示すように、負荷に応じて圧縮機
にかかる圧力が変化することで、ガス圧縮荷重に起因す
るガス圧縮荷重は高速で運転される条件で高くなるケー
スが多い。また、レシプロ式圧縮機の場合、回転軸３の
偏心部３１にピストン６等が設置されており、これら
が、回転中心３ａのまわりで慣性力を生じる。この慣性
力は図５に示すように、回転数に応じて変化する。結果
的に、図６に示すように、ガス圧縮荷重および慣性力に
起因するトルクの合計が圧縮機の負荷トルクになり、こ
の負荷トルクとモータの出力トルクの差分が回転軸３の
一回転当たりのトルク変動となり、圧縮機の振動源ある
いは騒音源となっている。またこの中で、ガス圧縮トル
クのピーク付近では慣性トルクが逆向きに作用し、ピー
ク負荷を軽減する役割を担っている。このため、低速に
おいては、慣性トルクの大きさが小さくなるため、圧力
負荷が一定の場合、高速よりも負荷トルクとモータ出力
トルクの差が広がり、やはり振動が大きくなることが予
測される。圧縮機の振動は圧縮機の取り付け部材、例え
ば防振ゴムやバネあるいは接続配管より製品の本体に伝
わる。この内、配管の振動は同溶接部の疲労負荷となる
ため、特に炭化水素等の可燃性冷媒を使用する場合、振
動が高いほど長期使用時の冷媒漏洩を生じる危険性が高
まることになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明においては、インバータ制御のレシプロ圧縮
機における各運転回転数においてガス圧縮荷重と慣性力
に起因する負荷トルクの変動に応じて、モータの出力ト
ルクを設定するいわゆるトルク制御方式を適用するもの
である。
に、本発明においては、インバータ制御のレシプロ圧縮
機における各運転回転数においてガス圧縮荷重と慣性力
に起因する負荷トルクの変動に応じて、モータの出力ト
ルクを設定するいわゆるトルク制御方式を適用するもの
である。
【０００５】
【発明の実施の形態】図２に本発明における圧縮機の負
荷トルクとモータトルクの関係を示す。モータトルクの
制御法としては、モータに位置検出素子を設置し、瞬時
トルクを検出し、モータ出力にフィードバックする方法
が最も効果が得られるが、冷凍冷蔵庫のように、周囲の
環境温度にある程度リンクしてガス圧縮の圧力条件が決
まるような場合では、周囲温度や庫内温度と回転数に応
じてモータの出力トルクのパターンをあらかじめ設定し
ておき条件の変化に応じて最適パターンを選定するとい
う方法も考えられる。負荷トルクの変動パターンと絶対
値が等しいまたはほぼ等しく正負符号が逆のトルクをモ
ータに与えることにより負荷トルクとモータ出力トルク
の差分が０となる、または大幅に低減されることにより
圧縮機より外部に伝達される振動が大幅に低減される。
これにより製品の圧縮機取り付け構造あるいは配管形状
の簡略化を可能とするばかりでなく、同形状の配管の場
合、振動が低減されることにより、特に溶接部の疲労劣
化の進行を抑制する効果があり、可燃性冷媒を用いる製
品の安全性をより高める効果が期待できる。
荷トルクとモータトルクの関係を示す。モータトルクの
制御法としては、モータに位置検出素子を設置し、瞬時
トルクを検出し、モータ出力にフィードバックする方法
が最も効果が得られるが、冷凍冷蔵庫のように、周囲の
環境温度にある程度リンクしてガス圧縮の圧力条件が決
まるような場合では、周囲温度や庫内温度と回転数に応
じてモータの出力トルクのパターンをあらかじめ設定し
ておき条件の変化に応じて最適パターンを選定するとい
う方法も考えられる。負荷トルクの変動パターンと絶対
値が等しいまたはほぼ等しく正負符号が逆のトルクをモ
ータに与えることにより負荷トルクとモータ出力トルク
の差分が０となる、または大幅に低減されることにより
圧縮機より外部に伝達される振動が大幅に低減される。
これにより製品の圧縮機取り付け構造あるいは配管形状
の簡略化を可能とするばかりでなく、同形状の配管の場
合、振動が低減されることにより、特に溶接部の疲労劣
化の進行を抑制する効果があり、可燃性冷媒を用いる製
品の安全性をより高める効果が期待できる。
【０００６】
【発明の効果】本発明を用いれば、振動および騒音の低
い、広い回転数可変範囲を有したインバータ制御のレシ
プロ式圧縮機およびそれを用いた冷凍冷蔵庫等の製品の
提供が可能となり、さらに可燃性冷媒を用いる製品の振
動による配管の疲労劣化を軽減でき高い安全性を確保す
ることができる。
い、広い回転数可変範囲を有したインバータ制御のレシ
プロ式圧縮機およびそれを用いた冷凍冷蔵庫等の製品の
提供が可能となり、さらに可燃性冷媒を用いる製品の振
動による配管の疲労劣化を軽減でき高い安全性を確保す
ることができる。
【図１】レシプロ式圧縮機の縦断面図の一例を示す図。
【図２】本発明における圧縮機負荷トルクとモータトル
クの関係の一例を示す図。
クの関係の一例を示す図。
【図３】インバータ制御冷凍冷蔵庫の庫内負荷温度と圧
縮機回転数の関係の一例を示す図。
縮機回転数の関係の一例を示す図。
【図４】庫内負荷とガス圧縮荷重の関係を示す図。
【図５】圧縮機回転数とピストン慣性力の関係を示す
図。
図。
【図６】従来技術における圧縮機負荷トルクとモータト
ルクの関係の一例を示す図。
ルクの関係の一例を示す図。
１…密閉容器、２…電動機、３…回転軸、４…軸受体、
５…シリンダ、６…ピストン、７…スライダ、８…支持
バネ、９…ループパイプ。
５…シリンダ、６…ピストン、７…スライダ、８…支持
バネ、９…ループパイプ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 秋澤 健裕
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冷熱事業部内
(72)発明者 近藤 竜也
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
Ｆターム(参考） 3H045 AA03 AA12 AA27 BA38 CA08
DA07
3L045 AA06 BA01 CA02 DA02 LA06
MA20 NA01 PA01 PA04
Claims (7)
- 【請求項１】 インバータ制御により回転数を可変とし
たレシプロ式圧縮機を搭載した冷凍冷蔵庫において、冷
蔵庫の負荷と圧縮機の回転数に応じて発生する負荷トル
クに略一致したトルクをモータに与えるトルク制御を用
いたレシプロ式圧縮機を搭載した冷凍冷蔵庫。 - 【請求項２】 可燃性冷媒を用い、インバータ制御によ
り回転数を可変としたレシプロ式圧縮機を搭載した冷凍
冷蔵庫において、冷蔵庫の負荷と圧縮機の回転数に応じ
て発生する負荷トルクに略一致したトルクをモータに与
えるトルク制御を用いたレシプロ式圧縮機を搭載した冷
凍冷蔵庫。 - 【請求項３】 炭化水素系冷媒を用い、インバータ制御
により回転数を可変としたレシプロ式圧縮機を搭載した
冷凍冷蔵庫において、冷蔵庫の負荷と圧縮機の回転数に
応じて発生する負荷トルクに略一致したトルクをモータ
に与えるトルク制御を用いたレシプロ式圧縮機を搭載し
た冷凍冷蔵庫。 - 【請求項４】 密閉容器内に電動機、圧縮機構を設置
し、インバータによって回転数を可変としたレシプロ式
圧縮機において、圧縮機に加わる負荷および圧縮機の回
転数に応じて発生する負荷トルクに略一致したトルクを
モータに与えるトルク制御を用いたレシプロ式圧縮機。 - 【請求項５】 請求項１または２において、圧縮機構の
方式にスコッチヨーク方式を用いたことを特徴とする冷
凍冷蔵庫またはレシプロ式圧縮機。 - 【請求項６】 請求項１または２において、圧縮機構の
方式にピストンロッド方式を用いたことを特徴とする冷
凍冷蔵庫またはレシプロ圧縮機。 - 【請求項７】 請求項１または２において、圧縮機構の
方式にボールジョイント方式を用いたことを特徴とする
冷凍冷蔵庫またはレシプロ圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001185746A JP2003004352A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | レシプロ式圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001185746A JP2003004352A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | レシプロ式圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004352A true JP2003004352A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19025280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001185746A Pending JP2003004352A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | レシプロ式圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003004352A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078095A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Hitachi Home & Life Solutions Inc | 冷蔵庫 |
| JP2007002816A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Denso Corp | 電動圧縮機の制御装置およびその制御方法 |
| US10325505B2 (en) | 2014-09-15 | 2019-06-18 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Aerial vehicle flight control method and device thereof |
| WO2021132606A1 (ja) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機制御方法 |
-
2001
- 2001-06-20 JP JP2001185746A patent/JP2003004352A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078095A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Hitachi Home & Life Solutions Inc | 冷蔵庫 |
| JP2007002816A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Denso Corp | 電動圧縮機の制御装置およびその制御方法 |
| US10325505B2 (en) | 2014-09-15 | 2019-06-18 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Aerial vehicle flight control method and device thereof |
| US10943495B2 (en) | 2014-09-15 | 2021-03-09 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Aerial vehicle flight control method and device thereof |
| US11776413B2 (en) | 2014-09-15 | 2023-10-03 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Aerial vehicle flight control method and device thereof |
| WO2021132606A1 (ja) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機制御方法 |
| US20230036994A1 (en) * | 2019-12-27 | 2023-02-02 | Daikin Industries, Ltd. | Compressor control method |
| US12018673B2 (en) | 2019-12-27 | 2024-06-25 | Daikin Industries, Ltd. | Compressor control method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000161213A (ja) | 振動式圧縮機 | |
| JP2014139498A (ja) | 極低温冷凍機 | |
| JPH10148410A (ja) | パルス管冷凍機 | |
| CN100501158C (zh) | 压缩机 | |
| Davey et al. | Miniature Stirling cycle cooler | |
| JP2003004352A (ja) | レシプロ式圧縮機 | |
| KR101897852B1 (ko) | 왕복동식 압축기 | |
| JP6648342B2 (ja) | 密閉型冷媒圧縮機および冷凍装置 | |
| JP2005155438A (ja) | 密閉型圧縮機 | |
| JP2003003958A (ja) | 密閉型電動圧縮機およびこれを用いた冷凍装置 | |
| WO2018116957A1 (ja) | フリーピストン型冷凍機 | |
| EP3306084B1 (en) | Closed compressor and refrigeration device | |
| JP2006316795A (ja) | 密閉型電動圧縮機およびこれを用いた冷凍装置 | |
| KR102272427B1 (ko) | 극저온 냉동기의 진동 저감 장치 | |
| JP3893852B2 (ja) | 密閉型圧縮機 | |
| JP2009024929A (ja) | 圧縮機制御装置、冷凍空調装置およびロータリ圧縮機 | |
| JP2009097394A (ja) | 密閉型圧縮機 | |
| Hasegawa et al. | A study of a linear compressor with a gas spring | |
| KR20020062187A (ko) | 밀폐형 압축기 | |
| CN210599434U (zh) | 一种直流变频压缩机组减震机构 | |
| JP5579676B2 (ja) | 密閉型圧縮機及びこれを用いた冷蔵庫 | |
| KR20230071888A (ko) | Gm 극저온냉동기 및 gm 극저온냉동기 제어 방법 | |
| JP2002115652A (ja) | リニアコンプレッサ | |
| KR20030063155A (ko) | 왕복식 밀폐형 전동 압축기 | |
| KR0159899B1 (ko) | 밀폐형 회전압축기의 소음방지장치 |