JP2014114761A - Sealed compressor and refrigerator-freezer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に家庭用の電気冷凍冷蔵庫などに使用される密閉型圧縮機に関し、詳しくは、そこに用いられる部品の構成によるものである。 The present invention relates to a hermetic compressor mainly used in an electric refrigerator-freezer for home use and the like, and in particular, depends on the configuration of components used therein.
従来、密閉型圧縮機で、例えば、レシプロ式密閉型圧縮機は、電動機の高効率化を目的に、二極の自己始動形永久磁石式同期電動機を採用したものがある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a hermetic compressor, for example, a reciprocating hermetic compressor, employs a two-pole self-starting permanent magnet synchronous motor for the purpose of improving the efficiency of the motor (for example, Patent Document 1). reference).
以下、図面を参照しながら上記従来のレシプロ式密閉型圧縮機について説明する。 Hereinafter, the conventional reciprocating hermetic compressor will be described with reference to the drawings.
図７は、特許文献１に記載された従来のレシプロ式密閉型圧縮機の縦断面図、図８は、特許文献１に記載された従来のレシプロ式密閉型圧縮機の二極の自己始動形永久磁石式同期電動機における回転子の軸方向断面図、図９は、特許文献１に記載された従来のレシプロ式密閉型圧縮機の二極の自己始動形永久磁石式同期電動機における回転子の横断面図である。 FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional reciprocating hermetic compressor described in Patent Document 1, and FIG. 8 is a two-pole self-starting type of the conventional reciprocating hermetic compressor described in Patent Document 1. FIG. 9 is a cross-sectional view of the rotor in the permanent magnet type synchronous motor in the axial direction. FIG. 9 is a crossing of the rotor in the two-pole self-starting permanent magnet type synchronous motor of the conventional reciprocating hermetic compressor described in Patent Document 1. FIG.
図７、図８、図９において、密閉容器１内には冷媒３を充填するとともに、オイル５を貯留している。 7, 8, and 9, the airtight container 1 is filled with the refrigerant 3 and the oil 5 is stored.
自己始動形永久磁石式同期電動機７は、外部電源（図示せず）と繋がっている固定子９と、固定子９の内側と所定の間隙を有して配置された回転子１１から構成されている。 The self-starting permanent magnet type synchronous motor 7 includes a stator 9 connected to an external power source (not shown), and a rotor 11 arranged with a predetermined gap from the inside of the stator 9. Yes.
回転子１１には、永久磁石１３は二個の平板形の希土類磁石であるネオジウム、鉄、ボロン系の強磁性体からなり、同極性の永久磁石１３を突き合せ角度を有する山形状に突き合せるように挿入配置して回転子１１の軸方向に埋設されており、二個の永久磁石１３で一極の回転子磁極を形成し、回転子１１全体で二極の回転子磁極を形成している。 The permanent magnet 13 is composed of two flat-plate rare earth magnets, such as neodymium, iron, and boron-based ferromagnets, and the permanent magnet 13 having the same polarity is butted into a mountain shape having a butting angle. The rotor 11 is embedded and embedded in the axial direction of the rotor 11, and one permanent rotor magnetic pole is formed by the two permanent magnets 13, and the rotor 11 as a whole forms a two-pole rotor magnetic pole. Yes.
また、同極性の二個の永久磁石１３を山形状に配置して一極の回転子磁極を形成しているが、弓状の一個の永久磁石で一極の回転子磁極を形成してもよい。 Further, two permanent magnets 13 of the same polarity are arranged in a mountain shape to form a single pole rotor magnetic pole. However, even if a single pole rotor magnetic pole is formed by an arcuate permanent magnet. Good.
なお、永久磁石１３が脱落するのを防止する保護用の端板１５が設けられている。 A protective end plate 15 that prevents the permanent magnet 13 from falling off is provided.
次に、圧縮要素１７の詳細を以下に説明する。 Next, details of the compression element 17 will be described below.
圧縮要素１７は、主軸部１９と偏心軸部２１を有するクランクシャフト２３と、固定子９の上方に固定され、圧縮室２５を形成するシリンダブロック２７と、シリンダブロック２７と一体または別体に形成されクランクシャフト２３を支持する主軸受け部２９と、圧縮室２５内で往復運動するピストン３１と、ピストン３１と偏心軸部２１とを連結するコンロッド３３と、でレシプロ式の圧縮機構を形成している。 The compression element 17 includes a crankshaft 23 having a main shaft portion 19 and an eccentric shaft portion 21, a cylinder block 27 that is fixed above the stator 9 and forms a compression chamber 25, and is formed integrally with the cylinder block 27. A reciprocating compression mechanism is formed by a main bearing portion 29 that supports the crankshaft 23, a piston 31 that reciprocates in the compression chamber 25, and a connecting rod 33 that connects the piston 31 and the eccentric shaft portion 21. Yes.
クランクシャフト２３の下端には、遠心ポンプを構成する給油孔３５が設けられ主軸部１９に設けられた給油経路３７と連通している。 An oil supply hole 35 constituting a centrifugal pump is provided at the lower end of the crankshaft 23 and communicates with an oil supply path 37 provided in the main shaft portion 19.
以上のように構成されたレシプロ式密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。 The operation of the reciprocating hermetic compressor configured as described above will be described below.
固定子９に外部電源より通電がされると、回転子１１はクランクシャフト２３とともに
回転する。
When the stator 9 is energized from an external power source, the rotor 11 rotates together with the crankshaft 23.
これに伴い、偏心軸部２１の偏心運動はコンロッド３３を介してピストン３１を圧縮室２５内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。 Accordingly, the eccentric movement of the eccentric shaft portion 21 causes the piston 31 to reciprocate in the compression chamber 25 via the connecting rod 33 to perform a predetermined compression operation for compressing the suction gas.
また、クランクシャフト２３の下端に設けられた遠心ポンプを構成する給油孔３５は密閉容器１内に貯留したオイル５を吸い上げて、摺動部へ供給することで各摺動部を潤滑する。 The oil supply hole 35 constituting the centrifugal pump provided at the lower end of the crankshaft 23 sucks up the oil 5 stored in the hermetic container 1 and supplies it to the sliding portion to lubricate each sliding portion.
しかしながら、前記従来の構成では、クランクシャフト２３と永久磁石１３を備えた回転子１１が接触しているとともに、永久磁石１３の磁束がクランクシャフト２３を通るため、励磁されたクランクシャフト２３と主軸受け部２９との間に磁気吸引力が働いて、電動機の発生トルクを低下させるロストルクが生じる。 However, in the conventional configuration, the crankshaft 23 and the rotor 11 provided with the permanent magnet 13 are in contact with each other, and the magnetic flux of the permanent magnet 13 passes through the crankshaft 23. A magnetic attraction force acts between the portion 29 and a loss torque that reduces the generated torque of the electric motor is generated.
また、永久磁石１３の磁束が主軸受け部２９側をはじめ、周囲の鉄系材料を通り鉄損（特に渦電流損）が発生する。 Further, the magnetic flux of the permanent magnet 13 passes through the surrounding iron-based material including the main bearing portion 29 side, and iron loss (particularly eddy current loss) occurs.
このロストルクと鉄損（特に渦電流損）を補って運転を続けるために電動機として、その見合い分の余分な電力を投入する必要があり、効率向上を阻害するといった課題を有していた。 In order to make up for this loss torque and iron loss (especially eddy current loss), it is necessary to supply excess power for the motor as an electric motor, which hinders improvement in efficiency.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、効率の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a highly efficient hermetic compressor.
前記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、回転子に四個の永久磁石を埋設し、四個の永久磁石で四極の回転子磁極を形成し、回転子全体で四極の回転子磁極を形成したものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the hermetic compressor of the present invention includes four permanent magnets embedded in a rotor, and a four-pole rotor magnetic pole is formed by the four permanent magnets. A quadrupole rotor magnetic pole is formed.
これによって、永久磁石の磁束がクランクシャフトを通らなくなり、主軸受け部との間に働いていた磁気吸引力がなくなり、ロストルクをなくすことができる。 As a result, the magnetic flux of the permanent magnet does not pass through the crankshaft, the magnetic attractive force acting between the main bearing portion and the magnetic bearing is lost, and loss torque can be eliminated.
また、これによって、永久磁石の磁束が主軸受け部側をはじめ、周囲の鉄系材料に通って発生していた鉄損（特に渦電流損）もなくすことができる。 In addition, this can eliminate the iron loss (particularly eddy current loss) that the magnetic flux of the permanent magnet is generated through the surrounding iron-based material including the main bearing side.
よって、効率向上の阻害要因を排除できるという作用を有する。 Therefore, it has the effect | action that the obstruction factor of efficiency improvement can be excluded.
本発明の密閉型圧縮機は、回転子に四個の永久磁石を埋設し、回転子全体で四極の回転子磁極を形成することで、永久磁石の磁束によるロストルクや鉄損（特に渦電流損）をなくすことができ、効率向上の阻害要因を排除できるので、効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。 The hermetic compressor according to the present invention embeds four permanent magnets in the rotor and forms a four-pole rotor magnetic pole in the entire rotor, so that loss torque and iron loss (particularly eddy current loss due to the magnetic flux of the permanent magnet) can be achieved. ) Can be eliminated, and an obstruction factor for improving the efficiency can be eliminated, so that a highly efficient hermetic compressor can be provided.
第１の発明は、密閉容器内に収納された圧縮機構部と、前記圧縮機構部に連結して駆動する電動機部とからなり、前記電動機部が回転子の回転子鉄心に永久磁石を内蔵した四極の永久磁石型電動機である。 1st invention consists of the compression mechanism part accommodated in the airtight container, and the electric motor part connected with the said compression mechanism part, and the said electric motor part incorporated the permanent magnet in the rotor core of the rotor. This is a quadrupole permanent magnet motor.
これにより、永久磁石の磁束がクランクシャフトを通らなくなり、クランクシャフトと主軸受け部との間に働いていた磁気吸引力がなくなり、ロストルクが生じず、また、永久磁石の磁束が主軸受け部側をはじめ、周囲の鉄系材料に通って発生していた鉄損（特に渦電流損）もなくなり、電動機の高効率をそのまま反映した高効率電動圧縮機を提供できるという作用を有する。 As a result, the magnetic flux of the permanent magnet does not pass through the crankshaft, the magnetic attraction force acting between the crankshaft and the main bearing portion is lost, no loss torque is generated, and the magnetic flux of the permanent magnet does not pass through the main bearing portion side. First, the iron loss (especially eddy current loss) generated through the surrounding iron-based material is eliminated, and a high-efficiency electric compressor that directly reflects the high-efficiency of the electric motor can be provided.
第２の発明は、特に、第１の発明の圧縮機構部に二つの圧縮室を設けることにより、さらに信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。 The second invention can provide a more reliable hermetic compressor, in particular, by providing two compression chambers in the compression mechanism section of the first invention.
第３の発明は、特に、第２の発明の前圧縮機構部の二つの圧縮室は、前記回転子の回転軸を中心に対称の位置に設け、対称に動作させ、レシプロ式圧縮機としたことにより、圧縮時に働くそれぞれのピストン慣性力が打ち消されることとなり、低騒音、低振動となり、さらに低騒音、低振動の密閉型圧縮機を提供することができる。 In the third invention, in particular, the two compression chambers of the pre-compression mechanism part of the second invention are provided at symmetrical positions around the rotation axis of the rotor, and are operated symmetrically to provide a reciprocating compressor. As a result, the respective inertial forces of the pistons that act during compression are canceled out, resulting in low noise and low vibration, and further providing a hermetic compressor with low noise and low vibration.
第４の発明は、特に、第１から３のいずれか一つの発明の密閉型圧縮機を冷凍冷蔵庫に搭載することにより、効率の高い冷凍冷蔵庫を提供することができる。 In particular, the fourth invention can provide a highly efficient refrigerator-freezer by mounting the hermetic compressor according to any one of the first to third inventions on a refrigerator-freezer.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が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. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるレシプロ式密閉型圧縮機の縦断面図、図２は、本発明の実施の形態１におけるレシプロ式密閉型圧縮機の四極の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の横断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a reciprocating hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a quadrupole self-starting permanent magnet type of the reciprocating hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention. It is a cross-sectional view of the rotor of a synchronous motor.
本実施の形態においては、レシプロ式密閉型圧縮機について説明する。 In this embodiment, a reciprocating hermetic compressor will be described.
図１、図２において、密閉容器１０１内には冷媒１０３を充填するとともに、オイル１０５を貯留している。 1 and 2, the airtight container 101 is filled with the refrigerant 103 and the oil 105 is stored.
自己始動形永久磁石式同期電動機１０７は、外部電源（図示せず）と繋がっている固定子１０９と、固定子１０９の内側と所定の間隙を有して配置された回転子１１１から構成されている。 The self-starting permanent magnet type synchronous motor 107 is composed of a stator 109 connected to an external power source (not shown), and a rotor 111 disposed with a predetermined gap from the inside of the stator 109. Yes.
回転子１１１には、永久磁石１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄは、平板形の希土類磁石であるネオジウム、鉄、ボロン系の強磁性体からなる。 In the rotor 111, permanent magnets 113a, 113b, 113c, and 113d are made of a neodymium, iron, or boron-based ferromagnetic material that is a flat-plate rare earth magnet.
永久磁石１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄを四角形状に向かい合わせるように挿入配置して回転子１１１の軸方向に埋設されており、永久磁石１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄはそれぞれ一個で一極の回転子磁極を形成し、回転子１１１全体で四極の回転子磁極を形成している。 The permanent magnets 113a, 113b, 113c, 113d are inserted and arranged so as to face each other in a square shape and are embedded in the axial direction of the rotor 111. Each permanent magnet 113a, 113b, 113c, 113d is rotated by one pole. A child magnetic pole is formed, and the rotor 111 as a whole forms a quadrupole rotor magnetic pole.
また、平板形の永久磁石１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄを配置しているが、弓状の一個の永久磁石で形成してもよい。 Further, although the flat permanent magnets 113a, 113b, 113c, and 113d are arranged, they may be formed of a single arcuate permanent magnet.
なお、永久磁石１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄが脱落するのを防止する保護用の端板１１５が設けられている。 A protective end plate 115 is provided to prevent the permanent magnets 113a, 113b, 113c, 113d from falling off.
次に、圧縮要素１１７の詳細を以下に説明する。 Next, details of the compression element 117 will be described below.
圧縮要素１１７は、主軸部１１９と偏心軸部１２１を有するクランクシャフト１２３と、固定子１０９の上方に固定され、圧縮室１２５を形成するシリンダブロック１２７と、シリンダブロック１２７と一体または別体に形成されクランクシャフト１２３を支持する主軸受け部１２９と、圧縮室１２５内で往復運動するピストン１３１と、ピストン１３１と偏心軸部１２１とを連結するコンロッド１３３と、でレシプロ式の圧縮機構を形成している。 The compression element 117 includes a crankshaft 123 having a main shaft portion 119 and an eccentric shaft portion 121, a cylinder block 127 that is fixed above the stator 109 and forms a compression chamber 125, and is formed integrally or separately from the cylinder block 127. The reciprocating compression mechanism is formed by the main bearing portion 129 that supports the crankshaft 123, the piston 131 that reciprocates in the compression chamber 125, and the connecting rod 133 that connects the piston 131 and the eccentric shaft portion 121. Yes.
クランクシャフト１２３の下端には、遠心ポンプを構成する給油孔１３５が設けられ主軸部１１９に設けられた給油経路１３７と連通している。 An oil supply hole 135 constituting a centrifugal pump is provided at the lower end of the crankshaft 123 and communicates with an oil supply path 137 provided in the main shaft portion 119.
以上のように構成されたレシプロ式密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。 The operation of the reciprocating hermetic compressor configured as described above will be described below.
固定子１０９に外部電源より通電がされると、回転子１１１はクランクシャフト１２３とともに回転する。 When the stator 109 is energized from an external power source, the rotor 111 rotates together with the crankshaft 123.
これに伴い、偏心軸部１２１の偏心運動はコンロッド１３３を介してピストン１３１を圧縮室１２５内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。 Accordingly, the eccentric movement of the eccentric shaft portion 121 performs a predetermined compression operation in which the piston 131 is reciprocated in the compression chamber 125 via the connecting rod 133 to compress the suction gas.
また、クランクシャフト１２３の下端に設けられた遠心ポンプを構成する給油孔１３５は、密閉容器１０１内に貯留したオイル１０５を吸い上げて摺動部へ供給することで各摺動部を潤滑する。 Further, the oil supply hole 135 constituting the centrifugal pump provided at the lower end of the crankshaft 123 sucks up the oil 105 stored in the hermetic container 101 and supplies it to the sliding portion to lubricate each sliding portion.
次に、永久磁石１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄの磁束の流れを図２の矢印線で概念的に説明する。 Next, the flow of magnetic flux of the permanent magnets 113a, 113b, 113c, 113d will be conceptually described with reference to the arrow lines in FIG.
永久磁石１１３ａから出た磁束はすぐ隣の永久磁石１１３ｂに吸い込まれていく。 The magnetic flux emitted from the permanent magnet 113a is sucked into the adjacent permanent magnet 113b.
他の永久磁石１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄにおいても、すぐ隣の永久磁石１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ａに吸い込まれていく。 The other permanent magnets 113b, 113c, 113d are also sucked into the adjacent permanent magnets 113c, 113d, 113a.
これによって、永久磁石１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄの磁束が、クランクシャフト１２３を通らなくなり、主軸受け部１２９との間には磁気吸引力が働かないので、ロストルクは生じない。 As a result, the magnetic fluxes of the permanent magnets 113a, 113b, 113c, and 113d do not pass through the crankshaft 123, and no magnetic attractive force acts on the main bearing portion 129, so no loss torque is generated.
また、永久磁石１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄの磁束が、主軸受け部１２９側をはじめ、周囲の鉄系材料に通らなくなり、鉄損（特に渦電流損）は生じない。 Further, the magnetic fluxes of the permanent magnets 113a, 113b, 113c, and 113d do not pass through the surrounding ferrous material including the main bearing portion 129, and iron loss (particularly eddy current loss) does not occur.
従って、レシプロ式密閉型圧縮機は自己始動形永久磁石式同期電動機の高い効率を反映させることができ、高効率のレシプロ式密閉型圧縮機を提供することができる。 Therefore, the reciprocating hermetic compressor can reflect the high efficiency of the self-starting permanent magnet synchronous motor, and a highly efficient reciprocating hermetic compressor can be provided.
なお、本実施の形態では、レシプロ式密閉型圧縮機について説明したが、ロータリー式、スクロール式の密閉型圧縮機に適用しても、同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the reciprocating hermetic compressor has been described. However, the same effect can be obtained even when applied to a rotary or scroll hermetic compressor.
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるレシプロ式密閉型圧縮機の縦断面図、図４は、本発明の実施の形態２におけるレシプロ式密閉型圧縮機の四極の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の横断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a reciprocating hermetic compressor in Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a quadrupole self-starting permanent magnet type of the reciprocating hermetic compressor in Embodiment 2 of the present invention. It is a cross-sectional view of the rotor of a synchronous motor.
本実施の形態においては、レシプロ式密閉型圧縮機について説明する。 In this embodiment, a reciprocating hermetic compressor will be described.
図３、図４において、密閉容器２０１内には冷媒２０３を充填するとともに、オイル２０５を貯留している。 3 and 4, the airtight container 201 is filled with the refrigerant 203 and the oil 205 is stored.
自己始動形永久磁石式同期電動機２０７は、外部電源（図示せず）と繋がっている固定子２０９と、固定子２０９の内側と所定の間隙を有して配置された回転子２１１から構成されている。 The self-starting permanent magnet type synchronous motor 207 includes a stator 209 connected to an external power source (not shown), and a rotor 211 arranged with a predetermined gap from the inside of the stator 209. Yes.
回転子２１１には、永久磁石２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄは平板形の希土類磁石であるネオジウム、鉄、ボロン系の強磁性体からなる。 In the rotor 211, permanent magnets 213a, 213b, 213c, and 213d are made of a neodymium, iron, or boron-based ferromagnetic material that is a flat-plate rare earth magnet.
永久磁石２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄを四角形状に向かい合わせるように挿入配置して回転子２１１の軸方向に埋設されており、永久磁石２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄはそれぞれ一個で一極の回転子磁極を形成し、回転子２１１全体で四極の回転子磁極を形成している。 The permanent magnets 213a, 213b, 213c, and 213d are inserted and arranged so as to face each other in a square shape and are embedded in the axial direction of the rotor 211. Each permanent magnet 213a, 213b, 213c, and 213d is rotated by one pole. A child magnetic pole is formed, and the rotor 211 as a whole forms a quadrupole rotor magnetic pole.
また、平板形の永久磁石２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄを配置しているが、弓状の一個の永久磁石で形成してもよい。 Further, although the plate-shaped permanent magnets 213a, 213b, 213c, and 213d are arranged, they may be formed by a single arcuate permanent magnet.
なお、永久磁石２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄが脱落するのを防止する保護用の端板２１５が設けられている。 A protective end plate 215 for preventing the permanent magnets 213a, 213b, 213c, and 213d from falling off is provided.
次に、圧縮要素２１７ａ、２１７ｂの詳細を以下に説明する。 Next, details of the compression elements 217a and 217b will be described below.
圧縮要素２１７ａ、２１７ｂは、主軸部２１９と偏心軸部２２１を有するクランクシャフト２２３と、固定子２０９の上方に固定され、圧縮室２２５ａ、２２５ｂを形成するシリンダブロック２２７と、シリンダブロック２２７と一体または別体に形成されクランクシャフト２２３を支持する主軸受け部２２９と、圧縮室２２５ａ、２２５ｂ内で往復運動するピストン２３１ａ、２３１ｂと、ピストン２３１ａ、２３１ｂと偏心軸部２２１とを連結するコンロッド２３３ａ、２３３ｂと、でレシプロ式の圧縮機構を形成している。 The compression elements 217a and 217b are integrated with the crankshaft 223 having the main shaft portion 219 and the eccentric shaft portion 221, the cylinder block 227 fixed above the stator 209 and forming the compression chambers 225a and 225b, and the cylinder block 227. A main bearing portion 229 that is formed separately and supports the crankshaft 223, pistons 231a and 231b that reciprocate in the compression chambers 225a and 225b, and connecting rods 233a and 233b that connect the pistons 231a and 231b and the eccentric shaft portion 221. In this way, a reciprocating compression mechanism is formed.
クランクシャフト２２３下端には遠心ポンプを構成する給油孔２３５が設けられ主軸部２１９に設けられた給油経路２３７と連通している。 An oil supply hole 235 constituting a centrifugal pump is provided at the lower end of the crankshaft 223 and communicates with an oil supply path 237 provided in the main shaft portion 219.
以上のように構成されたレシプロ式密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。 The operation of the reciprocating hermetic compressor configured as described above will be described below.
固定子２０９に外部電源より通電がされると、回転子２１１はクランクシャフト２２３とともに回転する。 When the stator 209 is energized from an external power source, the rotor 211 rotates together with the crankshaft 223.
これに伴い、偏心軸部２２１の偏心運動はコンロッド２３３ａ、２３３ｂを介してピストン２３１ａ、２３１ｂを圧縮室２２５ａ、２２５ｂ内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。 Along with this, the eccentric shaft portion 221 performs an eccentric motion by causing the pistons 231a and 231b to reciprocate in the compression chambers 225a and 225b via the connecting rods 233a and 233b, thereby performing a predetermined compression operation for compressing the suction gas.
また、クランクシャフト２２３下端に設けられた遠心ポンプを構成する給油孔２３５は密閉容器２０１内に貯留したオイル２０５を吸い上げて摺動部へ供給することで各摺動部を潤滑する。 Further, the oil supply hole 235 constituting the centrifugal pump provided at the lower end of the crankshaft 223 sucks up the oil 205 stored in the sealed container 201 and supplies it to the sliding portion to lubricate each sliding portion.
次に、永久磁石２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄの磁束の流れを図４の矢印線で概念的に説明する。 Next, the flow of magnetic flux of the permanent magnets 213a, 213b, 213c, and 213d will be conceptually described with reference to the arrow lines in FIG.
永久磁石２１３ａから出た磁束はすぐ隣の永久磁石２１３ｂに吸い込まれていく。 The magnetic flux emitted from the permanent magnet 213a is sucked into the adjacent permanent magnet 213b.
他の永久磁石２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄにおいても、すぐ隣の永久磁石２１３ｃ、２１３ｄ、２１３ａに吸い込まれていく。 The other permanent magnets 213b, 213c, and 213d are also sucked into the adjacent permanent magnets 213c, 213d, and 213a.
これによって、永久磁石２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄの磁束がクランクシャフト２２３を通らなくなり、主軸受け部２２９との間には磁気吸引力が働かないので、ロストルクは生じない。 As a result, the magnetic fluxes of the permanent magnets 213a, 213b, 213c, and 213d do not pass through the crankshaft 223, and no magnetic attractive force acts on the main bearing portion 229, so no loss torque is generated.
また、永久磁石２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄの磁束が主軸受け部２２９側をはじめ、周囲の鉄系材料に通らなくなり、鉄損（特に渦電流損）は生じない。 Further, the magnetic flux of the permanent magnets 213a, 213b, 213c, and 213d does not pass through the surrounding ferrous material including the main bearing portion 229, and iron loss (particularly eddy current loss) does not occur.
このとき、回転子２１１の極数を四極にした場合、二極のときに比べ、運転回転数が半分になってしまい、レシプロ式密閉型圧縮機の冷凍能力も半分になってしまうが、本実施の形態では、二つの圧縮要素２１７ａ、２１７ｂを有するため、従来の冷凍能力を確保することができる。 At this time, when the number of poles of the rotor 211 is quadrupole, the operation speed is halved and the refrigerating capacity of the reciprocating hermetic compressor is halved compared to the case of two poles. In the embodiment, since the two compression elements 217a and 217b are provided, the conventional refrigeration capacity can be ensured.
さらに、一つの圧縮要素のままで、圧縮要素の容積を増やした場合、信頼性特性が大幅に悪化してしまうが、本実施の形態では、二つの圧縮要素２１７ａ、２１７ｂを有するため、高い信頼性を確保することができる。 Furthermore, when the volume of the compression element is increased with one compression element, the reliability characteristic is greatly deteriorated. However, in the present embodiment, since the two compression elements 217a and 217b are provided, high reliability is achieved. Sex can be secured.
従って、レシプロ式密閉型圧縮機は自己始動形永久磁石式同期電動機の高い効率を反映させることができ、さらに従来の冷凍能力を確保しつつ、高い信頼性のレシプロ式密閉型圧縮機を提供することができる。 Accordingly, the reciprocating hermetic compressor can reflect the high efficiency of the self-starting permanent magnet synchronous motor, and further provides a highly reliable reciprocating hermetic compressor while ensuring the conventional refrigeration capacity. be able to.
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３におけるレシプロ式密閉型圧縮機の縦断面図、図６は、本発明の実施の形態３におけるレシプロ式密閉型圧縮機の四極の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の横断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a reciprocating hermetic compressor according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a quadrupole self-starting permanent magnet type of the reciprocating hermetic compressor according to the third embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view of the rotor of a synchronous motor.
本実施の形態においては、レシプロ式密閉型圧縮機について説明する。 In this embodiment, a reciprocating hermetic compressor will be described.
図５、図６において、密閉容器３０１内には冷媒３０３を充填するとともに、オイル３０５を貯留している。 5 and 6, the airtight container 301 is filled with the refrigerant 303 and the oil 305 is stored.
自己始動形永久磁石式同期電動機３０７は、外部電源（図示せず）と繋がっている固定子３０９と、固定子３０９の内側と所定の間隙を有して配置された回転子３１１から構成されている。 The self-starting permanent magnet type synchronous motor 307 includes a stator 309 connected to an external power source (not shown), and a rotor 311 disposed with a predetermined gap from the inside of the stator 309. Yes.
回転子３１１には、永久磁石３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄは平板形の希土類磁石であるネオジウム、鉄、ボロン系の強磁性体からなる。 In the rotor 311, permanent magnets 313a, 313b, 313c, and 313d are made of a neodymium, iron, or boron-based ferromagnetic material that is a flat-plate rare earth magnet.
永久磁石３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄを四角形状に向かい合わせるように挿入配置して回転子３１１の軸方向に埋設されており、永久磁石３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄはそれぞれ一個で一極の回転子磁極を形成し、回転子３１１全体で四極の回転子磁極を形成している。 The permanent magnets 313a, 313b, 313c, and 313d are inserted and arranged so as to face each other in a square shape and are embedded in the axial direction of the rotor 311. Each of the permanent magnets 313a, 313b, 313c, and 313d is rotated by one pole. A child magnetic pole is formed, and the rotor 311 as a whole forms a quadrupole rotor magnetic pole.
また、平板形の永久磁石３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄを配置しているが、弓状の一個の永久磁石で形成してもよい。 Further, although the plate-shaped permanent magnets 313a, 313b, 313c, and 313d are arranged, they may be formed by a single arcuate permanent magnet.
なお、永久磁石３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄが脱落するのを防止する保護用の端板３１５が設けられている。 A protective end plate 315 is provided to prevent the permanent magnets 313a, 313b, 313c, and 313d from falling off.
次に、圧縮要素３１７ａ、３１７ｂの詳細を以下に説明する。 Next, details of the compression elements 317a and 317b will be described below.
圧縮要素３１７ａ、３１７ｂは、主軸部３１９と偏心軸部３２１ａ、３２１ｂを有するクランクシャフト３２３と、固定子３０９の上方に固定され、圧縮室３２５ａ、３２５ｂを形成するシリンダブロック３２７と、シリンダブロック３２７と一体または別体に形成されクランクシャフト３２３を支持する主軸受け部３２９と、圧縮室３２５ａ、３２５ｂ内で往復運動するピストン３３１ａ、３３１ｂと、ピストン３３１ａ、３３１ｂと偏心軸部３２１ａ、３２１ｂとを連結するコンロッド３３３ａ、３３３ｂと、でレシプロ式の圧縮機構を形成している。 The compression elements 317a and 317b include a crankshaft 323 having a main shaft portion 319 and eccentric shaft portions 321a and 321b, a cylinder block 327 that is fixed above the stator 309 and forms compression chambers 325a and 325b, a cylinder block 327, A main bearing portion 329 formed integrally or separately to support the crankshaft 323, pistons 331a and 331b reciprocating in the compression chambers 325a and 325b, and the pistons 331a and 331b and the eccentric shaft portions 321a and 321b are connected. The connecting rods 333a and 333b form a reciprocating compression mechanism.
また、圧縮要素３１７ａ、３１７ｂは、回転子３１１の回転軸を中心に対称の位置に設けられている。 The compression elements 317 a and 317 b are provided at symmetrical positions around the rotation axis of the rotor 311.
クランクシャフト３２３下端には、遠心ポンプを構成する給油孔３３５が設けられ主軸部３１９に設けられた給油経路３３７と連通している。 An oil supply hole 335 constituting a centrifugal pump is provided at the lower end of the crankshaft 323 and communicates with an oil supply path 337 provided in the main shaft portion 319.
以上のように構成されたレシプロ式密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。 The operation of the reciprocating hermetic compressor configured as described above will be described below.
固定子３０９に外部電源より通電がされると、回転子３１１はクランクシャフト３２３とともに回転する。 When the stator 309 is energized from an external power source, the rotor 311 rotates together with the crankshaft 323.
これに伴い、偏心軸部３２１ａ、３２１ｂの偏心運動はコンロッド３３３ａ、３３３ｂを介してピストン３３１ａ、３３１ｂを圧縮室３２５ａ、３２５ｂ内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。 Accordingly, the eccentric movements of the eccentric shaft portions 321a and 321b reciprocate the pistons 331a and 331b in the compression chambers 325a and 325b via the connecting rods 333a and 333b to perform a predetermined compression operation for compressing the suction gas.
また、圧縮要素３１７ａ、３１７ｂは、回転子３１１の回転軸を中心に対称の位置に設けられているため、同時に圧縮動作を行う。 Further, since the compression elements 317a and 317b are provided at symmetrical positions around the rotation axis of the rotor 311, the compression operation is simultaneously performed.
また、クランクシャフト３２３下端に設けられた遠心ポンプを構成する給油孔３３５は密閉容器３０１内に貯留したオイル３０５を吸い上げて摺動部へ供給することで各摺動部を潤滑する。 Further, the oil supply hole 335 constituting the centrifugal pump provided at the lower end of the crankshaft 323 sucks up the oil 305 stored in the sealed container 301 and supplies it to the sliding portion, thereby lubricating each sliding portion.
次に、永久磁石３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄの磁束の流れを図６の矢印線で概念的に説明する。 Next, the flow of magnetic flux of the permanent magnets 313a, 313b, 313c, and 313d will be conceptually described with reference to the arrow lines in FIG.
永久磁石３１３ａから出た磁束はすぐ隣の永久磁石３１３ｂに吸い込まれていく。 The magnetic flux emitted from the permanent magnet 313a is sucked into the adjacent permanent magnet 313b.
他の永久磁石３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄにおいても、すぐ隣の永久磁石３１３ｃ、３１３ｄ、３１３ａに吸い込まれていく。 The other permanent magnets 313b, 313c, and 313d are also sucked into the adjacent permanent magnets 313c, 313d, and 313a.
これによって、永久磁石３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄの磁束がクランクシャフト３２３を通らなくなり、主軸受け部３２９との間には磁気吸引力が働かないので、ロストルクは生じない。 As a result, the magnetic fluxes of the permanent magnets 313a, 313b, 313c, and 313d do not pass through the crankshaft 323, and no magnetic attractive force acts on the main bearing portion 329, so no loss torque is generated.
また、永久磁石３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄの磁束が主軸受け部３２９側をはじめ、周囲の鉄系材料に通らなくなり、鉄損（特に渦電流損）は生じない。 Further, the magnetic flux of the permanent magnets 313a, 313b, 313c, and 313d does not pass through the surrounding iron-based material including the main bearing portion 329, and iron loss (particularly eddy current loss) does not occur.
このとき、回転子３１１の極数を四極にした場合、二極のときに比べ、運転回転数が半分になってしまい、自己始動形永久磁石式同期電動機３０７の冷凍能力も半分になってしまうが、本実施の形態では、二つの圧縮要素３１７ａ、３１７ｂを有するため、従来の冷凍能力を確保することができる。 At this time, when the number of poles of the rotor 311 is four, the number of revolutions of the operation is halved compared to the case of two poles, and the refrigeration capacity of the self-starting permanent magnet synchronous motor 307 is also halved. However, in this Embodiment, since it has the two compression elements 317a and 317b, the conventional refrigerating capacity can be ensured.
さらに、一つの圧縮要素のままで、容積を増やした場合、信頼性特性が大幅に悪化してしまうが、本実施の形態では、二つの圧縮要素３１７ａ、３１７ｂを有するため、高い信頼性を確保することができる。 Furthermore, when the volume is increased with one compression element, the reliability characteristics are greatly deteriorated. However, in this embodiment, since the two compression elements 317a and 317b are provided, high reliability is ensured. can do.
さらに、本実施の形態では、二つの圧縮要素３１７ａ、３１７ｂが、回転子３１１の回転軸を中心に対称に設けられているため、同時に圧縮動作を行う。 Furthermore, in the present embodiment, the two compression elements 317 a and 317 b are provided symmetrically about the rotation axis of the rotor 311, so that the compression operation is performed simultaneously.
これにより、圧縮時に働くピストン３３１ａ、３３１ｂのそれぞれの慣性力が打ち消されることとなり、低騒音、低振動となる。 As a result, the inertial forces of the pistons 331a and 331b that act during compression are canceled out, resulting in low noise and low vibration.
従って、レシプロ式密閉型圧縮機では、自己始動形永久磁石式同期電動機の高い効率を反映させることができ、さらに従来の冷凍能力を確保しつつ、高い信頼性、特に、低騒音、低振動のレシプロ式密閉型圧縮機を提供することができる。 Therefore, in the reciprocating hermetic compressor, the high efficiency of the self-starting permanent magnet synchronous motor can be reflected, and while maintaining the conventional refrigeration capacity, high reliability, in particular, low noise and low vibration. A reciprocating hermetic compressor can be provided.
なお、本実施の形態のレシプロ式密閉型圧縮機を冷凍冷蔵庫に搭載することで、高い効率、高い信頼性、特に、低騒音、低振動の冷凍冷蔵庫を提供することができる。 In addition, by mounting the reciprocating hermetic compressor of this embodiment on a refrigerator-freezer, a refrigerator with high efficiency and high reliability, in particular, low noise and vibration can be provided.
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、効率が高いので、業務用冷蔵庫、冷凍ショーケース、除湿機エアーコンディショナーや自動販売機などに用いられる密閉型圧縮機等の用途にも適用できる。 As described above, since the hermetic compressor according to the present invention has high efficiency, it can be applied to applications such as hermetic compressors used in commercial refrigerators, refrigeration showcases, dehumidifier air conditioners and vending machines. it can.
１０１、２０１、３０１ 密閉容器
１０３、２０３、３０３ 冷媒
１０５、２０５、３０５ オイル
１０７、２０７、３０７ 自己始動形永久磁石式同期電動機
１０９、２０９、３０９ 固定子
１１１、２１１、３１１ 回転子
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ、３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄ 永久磁石
１１５、２１５、３１５ 端板
１１７、２１７ａ、２１７ｂ、３１７ａ、３１７ｂ 圧縮要素
１１９、２１９、３１９ 主軸部
１２１、２２１、３２１ａ、３２１ｂ 偏心軸部
１２３、２２３、３２３ クランクシャフト
１２５、２２５ａ、２２５ｂ、３２５ａ、３２５ｂ 圧縮室
１２７、２２７、３２７ シリンダブロック
１２９、２２９、３２９ 主軸受け部
１３１、２３１ａ、２３１ｂ、３３１ａ、３３１ｂ ピストン
１３３、２３３ａ、２３３ｂ、３３３ａ、３３３ｂ コンロッド
１３５、２３５、３３５ 給油孔
１３７、２３７、３３７ 給油経路
101, 201, 301 Sealed container 103, 203, 303 Refrigerant 105, 205, 305 Oil 107, 207, 307 Self-starting permanent magnet synchronous motor 109, 209, 309 Stator 111, 211, 311 Rotor 113a, 113b, 113c, 113d, 213a, 213b, 213c, 213d, 313a, 313b, 313c, 313d Permanent magnet 115, 215, 315 End plate 117, 217a, 217b, 317a, 317b Compression element 119, 219, 319 Main shaft part 121, 221 321a, 321b Eccentric shaft portion 123, 223, 323 Crankshaft 125, 225a, 225b, 325a, 325b Compression chamber 127, 227, 327 Cylinder block 129, 229, 329 Main bearing portion 131, 231a, 31b, 331a, 331b pistons 133,233a, 233b, 333a, 333b connecting rod 135,235,335 oil supply hole 137,237,337 refueling path
Claims (4)
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