JP2019183680A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の組み立てを容易にする。【解決手段】圧縮機は、ケーシングと、圧縮機構と、第１鉄製部材と、第１銅管と、冷媒流路部材と、シール部材と、を備える。ケーシングは、開口を有する。圧縮機構は、ケーシングに収容される。第１鉄製部材は、開口の周囲においてケーシングに固定される。第１銅管は、ケーシングの少なくとも外部において第１鉄製部材から延びる。冷媒流路部材は、第１銅管を貫通し、ケーシングの外部空間と圧縮機構を結び、内部に冷媒を通す。シール部材は、冷媒流路部材の外面に形成された溝に配置され、冷媒流路部材の内部の冷媒が圧縮機構以外の箇所へ漏洩することを抑制する。冷媒流路部材は、溝が形成された第２鉄製部材と、第２鉄製部材からケーシングの外部に向かって延びる第２銅管とを有する。第１銅管と第２銅管が第１ロウ材によってロウ付けされている。【選択図】図３

Description

冷凍機械等に用いられる圧縮機。

特許文献１（特開２００９−２８１３０４号公報）の圧縮機では、ケーシング外部の吸入管とケーシング内部の圧縮機構は、インレットチューブによって接続されている。インレットチューブは継手管に挿入されている。インレットチューブは、継手管とロウ付けにより接合されている。

このような冷媒流路を構成する部材の材料として、鉄を用いる場合がある。しかし、鉄製部材は銅製部材とのロウ付けが難しい。ロウ付けを容易にするために、鉄製部材に銅メッキが施されることがある。それでもなお、銅メッキを施された鉄製部材と銅製部材とのロウ付けには、組立作業者の技能、及びロウ付けに要する作業時間が必要である。

第１観点の圧縮機は、ケーシングと、圧縮機構と、第１鉄製部材と、第１銅管と、冷媒流路部材と、シール部材と、を備える。ケーシングは、開口を有する。圧縮機構は、ケーシングに収容される。第１鉄製部材は、開口の周囲においてケーシングに固定される。第１銅管は、ケーシングの少なくとも外部において第１鉄製部材から延びる。冷媒流路部材は、第１銅管を貫通し、ケーシングの外部空間と圧縮機構を結び、内部に冷媒を通す。シール部材は、冷媒流路部材の外面に形成された溝に配置され、冷媒流路部材の内部の冷媒が圧縮機構以外の箇所へ漏洩することを抑制する。冷媒流路部材は、溝が形成された第２鉄製部材と、第２鉄製部材からケーシングの外部に向かって延びる第２銅管とを有する。第１銅管と第２銅管が第１ロウ材によってロウ付けされている。

この構成によれば、冷媒流路部材は第２銅管を有する。第２銅管は、第１銅管と同じ銅製であるので、第１ロウ材によってロウ付けできる。したがって、冷媒流路部材を第１銅管と接合しやすい。

第２観点の圧縮機は、第１観点の圧縮機であって、第２鉄製部材の肉厚が前記第２銅管の肉厚より大きい。

この構成によれば、第２鉄製部材は第２銅管よりも厚い。したがって、第２鉄製部材は、溝を設ける等の複雑な加工が容易である。

第３観点の圧縮機は、第１観点又は第２観点の圧縮機であって、第２鉄製部材は第２銅管の端部に挿入されている。第２鉄製部材の端部の外周縁は面取りされている。

この構成によれば、第２鉄製部材は第２銅管の内側に配置される。第２鉄製部材の外周縁は面取りされている。したがって、第２鉄製部材を第２銅管に挿入しやすい。

第４観点の圧縮機は、第３観点の圧縮機であって、第２鉄製部材の端部の外周縁は、第２銅管と、第２ロウ材によってロウ付けされている。

この構成によれば、第２鉄製部材と第２銅管とは第２ロウ材によってロウ付けされる。したがって、第２鉄製部材と第２銅管とを接合できる。

第５観点の圧縮機は、第４観点の圧縮機であって、第２ロウ材の融点は、第１ロウ材の融点よりも高い。

この構成によれば、第２ロウ材の融点は第１ロウ材の融点よりも高い。したがって、先に第２ロウ材によるロウ付けを完了し、その後第１ロウ材によるロウ付けを低温で行う事により、第２ロウ材が再び溶融するおそれを低減できる。

第６観点の圧縮機は、第３観点から第５観点のいずれか１つの圧縮機であって、第２鉄製部材の外周には段差が設けられている。段差は第２銅管の端部に接触することによって、第２鉄製部材の第２銅管に対する挿入長さを規定する。

この構成によれば、第２鉄製部材の第２銅管に対する挿入長さが段差によって規定される。したがって、第２鉄製部材と第２銅管のロウ付けされる長さを確保できる。

第７観点の圧縮機は、第１観点から第６観点のいずれか１つの圧縮機であって、第２銅管に接続される第３銅管、をさらに備える。

この構成によれば、第２銅管に接続する第３銅管が存在する。したがって、第３銅管によって、冷媒回路と冷媒流路部材とを接続することができる。

第８観点の圧縮機は、第１観点から第７観点のいずれか１つの圧縮機であって、第１銅管は縮管加工されている。

この構成によれば、第１銅管が縮管加工される。したがって、第１銅管と第２銅管の間の隙間が小さいので、第１ロウ材によるロウ付けが容易である。

第９観点の冷媒流路部材の製造方法は、外面にシール部材を収容する溝を有する鉄製部材を準備し、銅管に鉄製部材の端部を挿入し、鉄製部材と銅管を、鉄製部材が銅管の下に来るように炉中に配置し、鉄製部材と前記銅管を炉中でロウ付けする。

この方法によれば、炉中において鉄製部材が銅管の下に来るように配置される。したがって、加熱の際に鉄製部材の重量が銅管に作用しないので、銅管の変形を抑制できる。

一実施形態に係る圧縮機１０を用いた空気調和装置１００を示す図である。 一実施形態に係る圧縮機１０の断面図である。 圧縮機１０のインジェクション組立体７０の断面図である。 冷媒流路部材７２の断面図である。 冷媒流路部材７２の断面図である。

（１）全体構成
図１は、一実施形態に係る圧縮機１０を用いた空気調和装置１００である。空気調和装置１００は、室外機２００、室内機３００、冷媒配管４００を有する。

（１−１）室外機２００
室外機２００は、熱源として機能する。室外機２００は、圧縮機１０、四路切替弁２０１、室外熱交換器２０２、室外膨張弁２０３、エコノマイザ熱交換器２０４、インジェクション膨張弁２０５、中間圧冷媒管路２０６、液閉鎖弁２０７、ガス閉鎖弁２０８を有する。

圧縮機１０は、流体である冷媒を圧縮するものである。圧縮機１０は、吸入管５０から吸入したガス状の低圧冷媒を圧縮して、ガス状の高圧冷媒を吐出管６０から吐出する。四路切替弁２０１は、冷房運転時には実線、暖房運転時には破線で示した接続を形成する。室外熱交換器２０２は、ファンと協働して冷媒と空気との間で熱交換を行うものであり、冷房運転時には凝縮器、暖房運転時には蒸発器として機能する。室外膨張弁２０３は開度調整可能な弁であり、冷媒の減圧機として機能する。液閉鎖弁２０７及びガス閉鎖弁２０８は、開閉可能な弁であり、空気調和機のメンテナンス時などに閉鎖される。

エコノマイザ熱交換器２０４は、冷媒の凝縮器から排出された液冷媒を過冷却するものである。エコノマイザ熱交換器２０４は、主経路２０４ａと副経路２０４ｂを有する。主経路２０４ａは、過冷却の対象となる液冷媒が通過する経路である。副経路２０４ｂは、過冷却の動作に必要な冷熱源として作用するガス冷媒が通過する経路である。この冷熱源として作用するガス冷媒は、インジェクション膨張弁２０５が液冷媒を減圧することによって生成された中間圧ガス冷媒である。副経路２０４ｂを出た中間圧ガス冷媒は、中間圧冷媒管路２０６を通過して圧縮機１０のインジェクション接続管７１へ向かう。

（１−２）室内機３００
室内機３００は、利用者がいる部屋の空気の温度を調整するものである。室内機３００は、室内熱交換器３０１、室内膨張弁３０２を有する。室内熱交換器３０１は、ファンと協働して冷媒と空気との間で熱交換を行うものであり、冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器として機能する。室内膨張弁３０２は開度調整可能な弁であり、冷媒の減圧機として機能する。

（１−３）冷媒配管４００
冷媒配管４００は、室外機２００と室内機３００の間で冷媒を移動させる経路として機能する。冷媒配管４００は、液冷媒配管４０１とガス冷媒配管４０２を有する。液冷媒配管４０１は、液閉鎖弁２０７と室内膨張弁３０２を連通させるものであり、主に液冷媒又は気液二相冷媒を移動させる。ガス冷媒配管４０２はガス閉鎖弁２０８と室内熱交換器３０１を連通させるものであり、主にガス冷媒を移動させる。

（２）詳細構成
図２は、圧縮機１０の断面図である。圧縮機１０は、ケーシング２０、モータ３０、クランク軸３５、圧縮機構４０、第１支持部材２７、第２支持部材２８、吸入管５０、吐出管６０、インジェクション組立体７０を有する。

（２−１）ケーシング２０
ケーシング２０は、圧縮機１０の構成部品及び冷媒を収容し、冷媒の高圧に耐えうる強度を有する。ケーシング２０は、互いに接合された円筒部２１、上部２２、下部２３を有する。

（２−２）モータ３０
モータ３０は、電力の供給を受けて、圧縮機構４０のための動力を発生させるものである。モータ３０は、ステータ３１とロータ３２を有する。ステータ３１は、ケーシング２０に直接的又は間接的に固定されている。ロータ３２は、ステータ３１と磁気的な相互作用を行うことによって、回転することができる。

（２−３）クランク軸３５
クランク軸３５は、モータ３０が発生させた動力を圧縮機構４０に伝達するものである。クランク軸３５はロータ３２と共に回転する。クランク軸３５は主軸部３６と偏心部３７を有している。主軸部３６はロータ３２に固定されており、ロータ３２と同心である。偏心部３７は主軸部３６から偏心しており、圧縮機構４０に連結している。クランク軸３５が回転することによって、偏心部３７が公転する。

（２−４）圧縮機構４０
圧縮機構４０は、流体であるガス冷媒を圧縮する。圧縮機構４０は、固定スクロール４１及び可動スクロール４２を有する。固定スクロール４１はケーシング２０に直接的又は間接的に固定されている。可動スクロール４２は固定スクロール４１に対して公転可能である。固定スクロール４１と可動スクロール４２によって圧縮室４３が規定されている。偏心部３７の公転に追従して、可動スクロール４２が公転運動をする。これによって圧縮室４３の容積が変動し、ガス冷媒が圧縮される。圧縮工程を経た高圧ガス冷媒は、固定スクロール４１に設けられた吐出口４４から圧縮機構４０の外へ出て、ケーシング２０の内部空間に充満する。

（２−５）第１支持部材２７、第２支持部材２８
第１支持部材２７はクランク軸３５の主軸部３６を回転可能に支持する。第１支持部材２７は、ケーシング２０に直接的又は間接的に固定されている。第１支持部材２７は、固定スクロール４１を直接的又は間接的に支持してもよい。

第２支持部材２８はクランク軸３５の主軸部３６を回転可能に支持する。第２支持部材２８は、ケーシング２０に直接的又は間接的に固定されている。

（２−６）吸入管５０、吐出管６０、
吸入管５０及び吐出管６０は、ケーシング２０の内部と外部との間で冷媒を移動させるために、ケーシング２０に設けられている。

吸入管５０は、低圧ガス冷媒を吸入して圧縮室４３へ導入するためのものである。吸入管５０は、上部２２に設けられている。

吐出管６０は、吐出口４４から吐出されてケーシング２０の内部空間に充満している高圧ガス冷媒を、ケーシング２０の外部へ吐出するためのものである。吐出管６０は、円筒部２１に設けられている。

（２−７）インジェクション組立体７０
インジェクション組立体７０は、圧縮機１０の圧縮効率を改善し、ひいては空気調和装置１００の冷凍能力を向上させるためのものである。インジェクション組立体７０は、空気調和装置１００の冷媒回路に存在する中間圧ガス冷媒を圧縮室４３へ案内する。インジェクション組立体７０は、上部２２に設けられている。インジェクション組立体７０は、前述したインジェクション接続管７１を有する。

（３）インジェクション組立体７０の詳細構造
図３に示すとおり、インジェクション組立体７０は、インジェクション接続管７１、冷媒流路部材７２、第１銅管７３からなる。インジェクション組立体７０は第１鉄製部材２０ｂによって保持されている。第１鉄製部材２０ｂは、ケーシング２０に設けられた開口２０ａを囲むようにケーシング２０に固定されたインジェクション座である。

（３−１）インジェクション接続管７１
インジェクション接続管７１は銅管である。インジェクション接続管７１の一端は、前述した中間圧冷媒管路２０６に接続されている。インジェクション接続管７１のもう一端は、後述する第２銅管７６に接続されている。インジェクション接続管７１は、中間圧ガス冷媒を圧縮室４３へ案内する。

（３−２）第１銅管７３
第１銅管７３は、ケーシング２０の少なくとも外部において第１鉄製部材２０ｂから延びる。第１銅管７３は、第１鉄製部材２０ｂと後述する冷媒流路部材７２を相互に固定する継手管である。第１銅管７３は縮管加工されている。これは、第１銅管７３と後述する第２銅管７６との間の隙間を小さくして、第１ロウ材７７によるロウ付けを行いやすくするためである。

（３−３）冷媒流路部材７２
冷媒流路部材７２は、ケーシング２０の外部空間と圧縮機構４０を結び、内部に冷媒を通す。冷媒流路部材７２は、第１銅管７３を貫通する。

冷媒流路部材７２は、第２鉄製部材７５と第２銅管７６とからなる。第２鉄製部材７５は、第２銅管７６の端部に部分的に挿入されている。第２銅管７６は、第２鉄製部材７５からケーシング２０の外部に向かって延びる。

第２鉄製部材７５の外面には溝７５ａが設けられている。溝７５ａは、シール部材７４を配置するためのものである。シール部材７４は、冷媒流路部材７２の内部の冷媒が圧縮機構４０以外の箇所へ漏洩することを抑制する。シール部材７４は、例えば硬度の高い樹脂製のリング部材である。第２銅管７６は、インジェクション接続管７１、及び第１銅管７３と、第１ロウ材７７によってロウ付けされている。

図４に示すとおり、第２鉄製部材７５の肉厚Ｔ１は、第２銅管７６の肉厚Ｔ２より大きい。第２鉄製部材７５の外周縁７５ｑと第２銅管７６の内周縁は第２ロウ材７８によりロウ付けされている。第２ロウ材７８の融点は、第１ロウ材７７の融点よりも高い。

第２鉄製部材７５の外周には段差７５ｂが設けられている。段差７５ｂが第２銅管７６の端面７６ｚと接触することによって、第２鉄製部材７５の第２銅管７６に対する挿入長さＬが規定される。

第２鉄製部材７５の端部の内周縁７５ｐと外周縁７５ｑはいずれも面取りされている。
内周縁７５ｐの面取りは、冷媒を円滑に誘導するためのものである。外周縁７５ｑの面取りは、ロウ付けの際に溶融した第２ロウ材７８を第２鉄製部材７５と第２銅管７６との隙間に案内するためのものである。

（４）インジェクション組立体７０の組み立て方法
インジェクション組立体７０は、次の要領で組み立てられる。

（４−１）冷媒流路部材７２の製造
まず、図４に示すように、第２鉄製部材７５の端部が第２銅管７６に挿入される。このとき、第２鉄製部材７５が第２銅管７６の下に来るように炉中に配置される。次いで、図５に示すように、リングロウとして構成された第２ロウ材７８が、面取りされた外周縁７５ｑに配置される。第２ロウ材７８の配置は炉の外で行ってもよい。次いで、第２鉄製部材７５及び第２銅管７６は、炉中で加熱される。第２ロウ材７８が溶融し、第２鉄製部材７５と第２銅管７６の隙間に流れ込む。これにより、第２鉄製部材７５と第２銅管７６はロウ付けされる。この配置によれば、重い第２鉄製部材７５の重量が柔らかい第２銅管７６にかからないので、炉中ロウ付けの過程において第２銅管７６が変形しにくい。

炉中ロウ付けの後、溝７５ａにシール部材７４が配置される。

（４−２）冷媒流路部材７２の取り付け
冷媒流路部材７２の先端、すなわち第２鉄製部材７５が、第１銅管７３及び固定スクロール４１に挿入される。この時、シール部材７４が、冷媒流路部材７２及び固定スクロール４１の間の気密性を確保する。

（４−３）第１銅管７３の縮管
第１銅管７３は縮管加工される。これにより、第１銅管７３と第２銅管７６との間の隙間を小さくして、第１ロウ材７７によるロウ付けを行いやすくする。

（４−４）炉外ロウ付け
インジェクション接続管７１が、冷媒流路部材７２の第２銅管７６に挿入される。次いで、組立作業者が、インジェクション接続管７１、第１銅管７３、及び第２銅管７６を第１ロウ材７７によってロウ付けする。

以上の工程により、冷媒流路部材７２の内部及び圧縮室４３からの冷媒の漏洩が抑制される。

（５）特徴
（５−１）
冷媒流路部材７２は第２銅管７６を有する。第２銅管７６は、第１銅管７３と同じ銅製であるので、第１ロウ材７７によってロウ付けできる。したがって、冷媒流路部材７２を第１銅管７３と接合しやすい。

（５−２）
第２鉄製部材７５は第２銅管７６よりも厚い。したがって、第２鉄製部材７５は、溝７５ａを設ける等の複雑な加工が容易である。

（５−３）
第２鉄製部材７５は第２銅管７６の内側に配置される。第２鉄製部材７５の外周縁７５ｑは面取りされている。したがって、第２鉄製部材７５を第２銅管７６に挿入しやすい。

溶融した第２ロウ材７８は、第２鉄製部材７５の面取りされた外周縁７５ｑから、第２鉄製部材７５と第２銅管７６の隙間へ誘導される。したがって、第２ロウ材７８によるロウ付けが容易になる。

（５−４）
第２鉄製部材７５と第２銅管７６とは第２ロウ材７８によってロウ付けされる。したがって、第２鉄製部材７５と第２銅管７６とを接合できる。

（５−５）
第２ロウ材７８の融点は第１ロウ材７７の融点よりも高い。したがって、先に第２ロウ材７８によるロウ付けを完了し、その後第１ロウ材７７によるロウ付けを低温で行う事により、第２ロウ材７８が再び溶融するおそれを低減できる。

（５−６）
第２鉄製部材７５の第２銅管７６に対する挿入長さＬが段差７５ｂによって規定される。したがって、第２鉄製部材７５と第２銅管７６のロウ付けされる長さを確保できる。

（５−７）
第２銅管７６に接続するインジェクション接続管７１が存在する。したがって、インジェクション接続管７１によって、空気調和装置１００の冷媒回路と冷媒流路部材７２とを接続することができる。

（５−８）
第１銅管７３が縮管加工される。したがって、第１銅管７３と第２銅管７６の間の隙間が小さいので、第１ロウ材７７によるロウ付けが容易である。

（５−９）
冷媒流路部材７２の製造方法によれば、炉中において第２鉄製部材７５が第２銅管７６の下に来るように配置される。したがって、加熱の際に第２鉄製部材７５の重量が第２銅管７６に作用しないので、第２銅管７６の変形を抑制できる。

＜むすび＞
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１０ ：圧縮機
２０ ：ケーシング
２０ａ ：開口
２０ｂ ：第１鉄製部材
３０ ：モータ
４０ ：圧縮機構
７０ ：インジェクション組立体
７１ ：インジェクション接続管（第３銅管）
７２ ：冷媒流路部材
７３ ：第１銅管
７４ ：シール部材
７５ ：第２鉄製部材
７５ａ ：溝
７５ｂ ：段差
７５ｐ ：面取りされた内周縁
７５ｑ ：面取りされた外周縁
７６ ：第２銅管
７６ｚ ：端面
７７ ：第１ロウ材
７８ ：第２ロウ材
Ｌ ：挿入長さ
Ｔ１ ：第２鉄製部材の肉厚
Ｔ２ ：第２銅管の肉厚

特開２００９−２８１３０４号公報

Claims (9)

1. 開口（２０ａ）を有するケーシング（２０）と、
   前記ケーシングに収容される圧縮機構（４０）と、
   前記開口の周囲において前記ケーシングに固定される第１鉄製部材（２０ｂ）と、
   前記ケーシングの少なくとも外部において前記第１鉄製部材から延びる第１銅管（７３）と、
   前記第１銅管を貫通し、前記ケーシングの外部空間と前記圧縮機構を結び、内部に冷媒を通す冷媒流路部材（７２）と、
   前記冷媒流路部材の外面に形成された溝（７５ａ）に配置され、前記冷媒流路部材の前記内部の前記冷媒が前記圧縮機構以外の箇所へ漏洩することを抑制するシール部材（７４）と、
   を備え、
   前記冷媒流路部材は、前記溝が形成された第２鉄製部材（７５）と、前記第２鉄製部材から前記ケーシングの外部に向かって延びる第２銅管（７６）とを有し、
   前記第１銅管と前記第２銅管が第１ロウ材（７７）によってロウ付けされている、
   圧縮機（１０）。
2. 前記第２鉄製部材の肉厚（Ｔ１）は前記第２銅管の肉厚（Ｔ２）より大きい、請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記第２鉄製部材は前記第２銅管の端部に挿入されており、前記第２鉄製部材の端部の外周縁（７５ｑ）は面取りされている、請求項１又は２に記載の圧縮機。
4. 前記第２鉄製部材の前記端部の前記外周縁は、前記第２銅管と、第２ロウ材（７８）によってロウ付けされている、請求項３に記載の圧縮機。
5. 前記第２ロウ材の融点は、前記第１ロウ材の融点よりも高い、請求項４に記載の圧縮機。
6. 前記第２鉄製部材の外周には段差（７５ｂ）が設けられており、前記段差は前記第２銅管の前記端部に接触することによって、前記第２鉄製部材の前記第２銅管に対する挿入長さ（Ｌ）を規定する、請求項３から５のいずれか１項に記載の圧縮機。
7. 前記第２銅管に接続される第３銅管（７１）、
   をさらに備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の圧縮機。
8. 前記第１銅管は縮管加工されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機。
9. 冷媒流路部材（７２）の製造方法であって、
   外面にシール部材（７４）を収容する溝（７５ａ）を有する鉄製部材（７５）を準備し、
   銅管（７６）に前記鉄製部材の端部を挿入し、
   前記鉄製部材と前記銅管を、前記鉄製部材が前記銅管の下に来るように炉中に配置し、
   前記鉄製部材と前記銅管を炉中でロウ付けする、
   製造方法。

Images