JP4356568B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、業務用及び家庭用の空気調和機（空調機）等に使用される密閉型圧縮機に関するもので、特に密閉容器、及び圧縮機構部と外部接続管構造に関するものである。

従来の密閉型圧縮機として、密閉型電動縦置きロータリー圧縮機と密閉型電動縦置きスクロール圧縮機を例にとり、図面とともに説明する。

図１０と図１１は、従来の密閉型電動縦置きロータリー圧縮機の内部構造を表す圧縮機構部横断面図と圧縮機縦断面図で、図１２と図１３は従来の密閉型電動縦置きスクロール圧縮機の内部構造を表す圧縮機構部横断面図と圧縮機縦断面図である。なお、ロータリー圧縮機、及びスクロール圧縮機の圧縮原理については、すでに公知であるので、ここでは省略する。

従来、この種の密閉型圧縮機は密閉容器１０１の内部に、圧縮機構部１０２（波線範囲の部位）と、電動機部１０３（波線範囲の部位）とが設置されている。電動機部１０３は、固定子１０４と、回転子１０５とから構成されており、この電動機部１０３で発生する回転力が、クランク軸１０６を介して圧縮機構部１０２へ伝達され圧縮動作を行う。

密閉容器１０１には冷媒ガスを吸い込む吸入接続管１０７と圧縮機構部１０２にて圧縮された冷媒ガスを吐き出す吐出管１０８が取り付けられており、前記回転力が圧縮機構部１０２へ伝達されると、吸入接続管１０７から低圧冷媒が吸い込まれ、圧縮機構部１０２で圧縮された後、密閉容器１０１内部に吐き出され、電動機部１０３を経由・冷却した後、吐出管１０８から高圧冷媒として吐き出され、それぞれ蒸発器（図示せず）、凝縮器（図示せず）に外部接続配管１０９にて接続されて、いわゆる冷凍サイクルを構成する。

このような密閉型圧縮機に用いられる密閉容器１０１としては、一般的に鉄系材料（例えばＳＳ４００等の鋼板材）の円筒管（以降、胴シェルと記載）１１０の上下に皿状の同鉄系材料より成る蓋（以降、上シェル、下シェルと記載）１１１，１１２を円周溶接・密封固定したもので、これに対して外部接続配管１０９は耐圧性を持ち、形状が容易に成形できることから一般的に銅管が用いられており、これらと銅ロー１１３によるロー付け等により接合を容易にするために、前記圧縮機の吸入接続管１０７、及び吐出管１０８は同じく銅管を成形したものが用いられている事が多い。

ここで、前述のように密閉容器１０１内部に配した圧縮機構部１０２はこの密封容器１０１の外部接続配管１０９との間に吸入接続管１０７で連結されているが、密閉容器１０１内部（高圧）と圧縮機構部吸入口付近（低圧）とには圧力差があるため、圧縮効率向上のためには、この間のシール性を向上し、洩れを低減する必要がある。

従って、図１０、図１１のような従来例における吸入接続管廻りの構成は、案内管１１４を別部品として設け、圧縮機構部１０２の吸入口と圧入等により密着固定することでシール性を得、胴シェル１１０に吸入外管１１５をフラックス等を用いて、銀ロー１１６によりロー付け固定され、更に吸入接続管１０７をこの案内管１１４内部に挿入し、これら３つの部品を同時に外部より銅ロー１１３にてロー付け・密封固定した構成となっている。

一方、図１２、図１３のような従来例の場合は、圧縮機構部へのロー付け時の熱歪みによる圧縮効率低下が懸念されることと同時に、案内管１１４の組み付けを容易にするため、圧縮機構部１０２の吸入口との間に樹脂材料から成るリング状緩衝材１１７が組み込まれ、シール性を得る構成となっており、吸入接続管廻りの組み付け構成は胴シェル１１０に吸入外管１１５をフラックス等を用いて、銀ロー１１６によりロー付け固定し、更に吸入接続管１０７をこの案内管１１４内部に挿入し、これら３つの部品を同時に外部より銅ロー１１３にてロー付け・密封固定した構成となっている。

ここで、吸入接続管廻りをロー付け、加熱することにより、各構成部品間で熱が伝わり、圧縮機構部１０２への熱歪み等の悪影響を極力避けるため、前記案内管１１４としては鉄系材料やそれに銅メッキを施したものを別部品として用いることが一般的であった（例えば特許文献１、２参照）。
特開平１１−０１３６７１号公報（第６頁、図５） 特開２００１−１５３０４８号公報（第７頁、図６）

しかしながら、前記従来の構成のような密閉型圧縮機吸入接続管廻りの構成では、部品点数が多く、構成も複雑であるため、組み付け性を悪化させ、コスト高の要因となる。

更に前述のように案内管に鉄系材料の銅メッキ品を用いると、加工性や環境問題的な悪影響の多い部品を用いていることとなる。

また、極力熱伝導を抑えるよう、前述のように案内管の材質を考慮しても、最終銅ロー付け加熱による圧縮機構部への熱伝導による熱歪みを完全に排除すことは非常に困難で、結果的に圧縮機効率への悪影響や信頼性低下等の品質低下の要因となる。具体的には、圧縮機構部の吸入口に樹脂材料より成るリング状緩衝材を組み込み、案内管とのシール性を得るような構成の場合、加熱により前記緩衝材が溶け易くなることが懸念され、圧入密着等によりシール性を得るような構成の場合では加熱による熱歪みが直接圧縮機構部に伝わり易いため、圧縮機効率への悪影響や信頼性低下等の品質悪化が懸念されることとなる。

一方、吸入外管を密閉容器に銀ロー付けする際に用いるフラックスは、加水分解し易く、特に冷凍機油を分解する可能性が高くなり、これは圧縮機の信頼性低下につながることとなり、更に環境負荷的にも使用削減を行う必要がある。

本発明はこれらのような複数の課題を全て解決するものであり、部品点数を削減しつつ、組み付け性に優れ、圧縮機構部への熱伝導や熱歪みを排除し、環境的にも良好な吸入接続管構成を持つ高性能で信頼性の高い安価な密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決する為に、本発明による密閉型圧縮機の吸入接続管廻りの構成は、圧縮機構部吸入口への接続管が銅管より成る案内管とその案内管の外径以上の径を持つ溶着管とのロー付けされた一体化部品で構成され、案内管と圧縮機構部吸入口とが樹脂材料より成るリング状緩衝材を組み込み、シール性を得たり、または圧入密着してシール性を得ることにより密閉容器内部の空間とが遮断され、更に溶着管が密閉容器外部と溶接固定された構成を有する。

本構成によって、部品点数を削減し、組み付け性に優れ、圧縮機構部への熱伝導や熱歪みを抑えた吸入接続管構成を可能とし、安価な密閉型圧縮機を提供することが出来る。

以上のように、本発明の吸入接続管廻りの構成によれば、圧縮機構部吸入口からの洩れを抑え、更に部品点数を削減し、フラックスを用いた銀ロー付け等を行うことなく、また圧縮機構部への高温加熱による熱歪み等の悪影響を与えること無く、高効率・高信頼性でかつ安価な密閉型圧縮機を提供することが出来る。

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。

（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１における密閉型電動縦置きスクロール圧縮機の横断面図と縦断面図の一例である。図１及び図２、また従来の図１０、１１及び図１２、１３と同じ構成要素については同じ符号を用い、従来の図１０、１１及び図１２、１３と同じ構成要素については説明を省略する。

図１及び図２において、吸入接続管１１８は従来例の吸入接続管１０７と案内管１１４の形状を合わせた銅管成形品で、この外周に溶着管１１９が、銅ロー１１３にてロー付け固定されている。

本実施の形態における吸入接続管廻りの構成は、胴シェル１１０に圧縮機構部１０２組み付け後、胴シェル１１０側面に設けた穴を通して圧縮機構部１０２の吸入口に吸入接続管１１８の案内部を挿入し、樹脂材料より成るリング状緩衝材１１７によりシールされて密閉容器１０１内部の高圧領域と吸入口内部の低圧領域とが遮断されている。また、前述のようにこの吸入接続管１０７は溶着管１１９と予め銅ロー１１３にてロー付け一体化してあり、溶着管１１９が胴シェル１１０の外部側面と溶接（例えば拡散溶接や抵抗溶接）することにより圧縮機に密封固定される。

ここで、上記溶接固定による接合は、周囲温度が約４０℃程度の加熱しかしないため、このような構成によれば、熱伝導により樹脂材料より成るリング状緩衝材１１７に熱影響（例えば溶ける等）を与えることが無く、また、吸入接続管１０７が変形するような加熱がされることなく胴シェル１１０への密着固定が可能である。

なお、本実施の形態において、スクロール圧縮機を代表例として用いているが、本件は圧縮機構に関係無く、同様の密閉型圧縮機の吸入口廻りの構成で有れば、同様に実施可能である。

また、本実施の形態に於いて、密閉型縦置き圧縮機により胴シェル１１０側面に圧縮機構部１０２の吸入口を設けた場合を代表例として用いたが、上シェル１１１、又は下シェル１１２に吸入口を設けた、密閉型横置き圧縮機等に用いても、同様に実施可能である。

（実施の形態２）
図３、図４は、本発明の実施の形態２における密閉型電動縦置きスクロール圧縮機の横断面図と縦断面図の一例である。図３及び図４、また従来の図１０、１１及び図１２、１３と同じ構成要素については同じ符号を用い、従来の図１０、１１及び図１２、１３と同じ構成要素については説明を省略する。

図３及び図４において、吸入接続管１１８は従来例の吸入接続管１０７と案内管１１４の形状を合わせた銅管成形品で、この外周に溶着管１１９が、銅ロー１１３にてロー付け固定されている。

本実施の形態における吸入接続管廻りの構成は、胴シェル１１０に圧縮機構部１０２組み付け後、胴シェル１１０側面に設けた穴を通して圧縮機構部１０２の吸入口に吸入接続管１１８の案内部を挿入・圧入固定され、溶着管１１９が胴シェル１１０の外部側面と溶接（例えば拡散溶接や抵抗溶接）することにより圧縮機に密封固定される。

ここで、上記溶接固定による接合は、前述のように吸入接続管１１８が殆ど加熱されること無く胴シェル１１０に密着固定可能で、また、先に胴シェル１１０に組み付けられている圧縮機構部１０２の吸入口位置に合わせ、吸入接続管１１８の案内部を沿わせて圧入固定が可能となるため、従来以上の圧入密着によるシール性向上が得られる。更に、圧縮機構部１０２への熱歪も殆ど発生しないため、本実施の形態のようなスクロール圧縮機等にも用いることが可能である。

なお、本実施の形態において、スクロール圧縮機を代表例として用いているが、本件は圧縮機構に関係無く、同様の密閉型圧縮機の吸入口廻りの構成で有れば、同様に実施可能である。

また、本実施の形態に於いて、密閉型縦置き圧縮機により胴シェル１１０側面に圧縮機構部１０２の吸入口を設けた場合を代表例として用いたが、上シェル１１１、又は下シェル１１２に吸入口を設けた、密閉型横置き圧縮機等に用いても、同様に実施可能である。

（実施の形態３）
図５は、実施の形態１又は２に於ける、吸入接続管１１８及び溶着管１１９に於いて、溶着管１１９を図示のように端面を鋭角（約６０°）な突起形状とした場合の一例である。ここで、前述のように吸入接続管１１８と溶着管１１９とは、予め銅ロー１１３によりロー付け一体化されている。

本実施の形態による溶着管端面形状とすることにより、溶着管１１９と胴シェル１１０の溶接固定（例えば拡散溶接や抵抗溶接）を行い易く、密着性の安定化を図ることが可能となる。

（実施の形態４）
図６は、実施の形態１〜３に於いて、溶着管１１９の溶接接合面側内径を拡管した形状で、外周側に傾斜面（約４５°）を設けた場合の一例である。ここで、前述のように吸入接続管１１８と溶着管１１９とは、予め銅ロー１１３によりロー付け一体化されている。

また、図７は図６を上方より見た場合の一例の図で、治具１２０による組み付け例を表した図である。溶着管１１９外周に設けた傾斜面を利用して、治具１２０にて胴シェル１１０側に押し当てることで、前述から記載の溶接がより容易にで確実に出来るようになる。

一方、本実施の形態による溶着管外管形状とすることにより、胴シェル１１０に設けた吸入接続管挿入用の穴径を大きくすることが可能で、これにより胴シェル１１０への圧縮機構部１０２の組み付け公差を緩和し、組み付け性を容易にすることが出来る。

（実施の形態５）
図８は、実施の形態１〜４に於ける胴シェル１１０側面の溶着管１１９接合面範囲に平面形状部１２１を設けた場合の吸入接続管廻りの接合状態を表す図である。

本実施の形態による溶着管１１９接合面の範囲に平面形状部１２１を設けた胴シェル１１０によれば、溶着管１１９の接合面（端面）を平面状にすることが出来るため、溶着管１１９の成形を容易にし、更に溶接固定を面と面により行えるため、より安定した密封固定が可能となる。

なお、本実施の形態に於いて、密閉型縦置き圧縮機により胴シェル１１０側面に圧縮機構部１０２の吸入口を設けた場合を代表例として用いたが、上シェル１１１、又は下シェル１１２に吸入口を設けた、密閉型横置き圧縮機等に用いても、同様に実施可能である。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、圧縮機構部吸入口からの洩れを抑え、更に部品点数を削減し、フラックスを用いた銀ロー付け等を行うことなく、また圧縮機構部への高温加熱による熱歪み等の悪影響を与えること無く、高効率・高信頼性でかつ安価な密閉型圧縮機を提供することが可能となるので、業務用及び家庭用の空気調和機等の他にヒートポンプ式給湯装置等にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の横断面図 本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の横断面図 本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態３における吸入接続管と溶着管の断面図 本発明の実施の形態４における吸入接続管と溶着管の断面図 本発明の実施の形態４における吸入接続管と溶着管の組み付け状態を示す図 本発明の実施の形態５における胴シェル形状でのスクロール圧縮機横断面図 本発明の実施の形態５における胴シェル形状でのスクロール圧縮機縦断面図 従来のロータリー圧縮機の横断面図 従来のロータリー圧縮機の縦断面図 従来のスクロール圧縮機の横断面図 従来のスクロール圧縮機の縦断面図

符号の説明

１０１ 密閉容器
１０２ 圧縮機構部
１０３ 電動機部
１０４ 固定子
１０５ 回転子
１０６ クランク軸
１０７ 吸入接続管
１０８ 吐出管
１０９ 外部接続配管
１１０ 胴シェル
１１１ 上シェル
１１２ 下シェル
１１３ 銅ロー
１１４ 案内管
１１５ 吸入外管
１１６ 銀ロー
１１７ リング状緩衝材
１１８ 吸入接続管（案内管との一体化形状）
１１９ 溶着管
１２０ 治具
１２１ 胴シェル平面形状部

Claims (2)

1. 密閉容器内にクランク軸を介して圧縮動作を行う圧縮機構部と、これを駆動する電動機とを収納して成る密閉型圧縮機において、圧縮機構部は吸入口と吐出口を持ち、クランク軸の回転と共に順次容積縮小する事により圧縮動作を行う構造で、圧縮機構部吸入口への接続管が、銅管より成る案内管とその案内管の外径以上の径を持つ溶着管とが反圧縮機構部吸入口側でロー付けされた一体化部品で構成され、案内管と圧縮機構部吸入口とが樹脂材料より成るリング状緩衝材を介して密着して、密閉容器内部の空間と圧縮機構部吸入口とを遮断し、前記溶着管は圧縮機構部側に外径拡管部を有し、前記外径拡管部と拡管されていない部分とは斜めの傾斜面により接続され、前記外径拡管部の圧縮機構部側に形成された端部が密閉容器外周に形成された平面部と抵抗溶接又は拡散溶接により固定されていることを特徴とする、密閉型圧縮機。
2. 密閉容器内にクランク軸を介して圧縮動作を行う圧縮機構部と、これを駆動する電動機とを収納して成る密閉型圧縮機において、圧縮機構部は吸入口と吐出口を持ち、クランク軸の回転と共に順次容積縮小する事により圧縮動作を行う構造で、圧縮機構部吸入口への接続管が、銅管より成る案内管とその案内管の外径以上の径を持つ溶着管とが反圧縮機構部吸入口側でロー付けされた一体化部品で構成され、前記案内管と圧縮機構部吸入口とが圧入密着することにより密閉容器内部の空間と圧縮機構部吸入口とを遮断し、前記溶着管は圧縮機構部側に外径拡管部を有し、前記外径拡管部と拡管されていない部分とは斜めの傾斜面により接続され、前記外径拡管部の圧縮機構部側に形成された端部が密閉容器外周に形成された平面部と抵抗溶接又は拡散溶接により固定されていることを特徴とする、密閉型圧縮機。