JPWO2015129184A1 - Hermetic compressor and refrigeration system - Google Patents
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Abstract
本発明は、吸入行程時にピストンが傾くことにより発生するこじりを軽減し、効率の高い密閉形圧縮機を提供するものである。圧縮機の圧縮要素が、主軸部と一体連動する偏心軸部を有するシャフト(110)と、シャフトを軸支する軸受部(120)とを備え、軸受部の軸心を示す第1の中心線(141)とシリンダ(115)の軸心(D)を示す第2の中心線(142)とのなす角度a1と、軸受部に対するシャフトの傾きの角度の絶対値c1とが、式(1)を満たし、ピストン(123)の外周面には、摺動面を形成するシール部(123a)と、シール部の後方に位置する摺動面を形成する延長部(123b)と摺動面を形成しない非摺動部(123c)とを備える。a1=π/2+c1‥‥‥(1)The present invention provides a high-efficiency hermetic compressor that reduces the twist caused by the tilting of the piston during the intake stroke. A compression element of the compressor includes a shaft (110) having an eccentric shaft portion integrally interlocked with the main shaft portion, and a bearing portion (120) pivotally supporting the shaft, and a first center line indicating the shaft center of the bearing portion (141) and the angle a1 formed by the second center line (142) indicating the axis (D) of the cylinder (115) and the absolute value c1 of the angle of inclination of the shaft with respect to the bearing portion are expressed by the equation (1) And a seal portion (123a) that forms a sliding surface and an extension portion (123b) that forms a sliding surface located behind the seal portion and a sliding surface are formed on the outer peripheral surface of the piston (123). A non-sliding portion (123c) that does not. a1 = π / 2 + c1 (1)
Description
本発明は、ピストンの摺動損失を低減する密閉型圧縮機、およびこれを搭載した冷凍装置に関する。 The present invention relates to a hermetic compressor for reducing sliding loss of a piston, and a refrigeration apparatus equipped with the same.
近年、冷蔵庫などの冷凍装置に使用される密閉型圧縮機は、消費電力を低減させるため、更なる高効率化が望まれている。 In recent years, a hermetic compressor used in a refrigeration apparatus such as a refrigerator has been desired to have higher efficiency in order to reduce power consumption.
そのような状況にあって、この種の密閉型圧縮機の中には、圧縮室内で往復動するピストンの圧縮行程時のこじりを低減することで、摺動損失を低減し、効率を向上させるものがある(例えば、特許文献1を参照)。 Under such circumstances, some of this type of hermetic compressors reduce sliding loss and improve efficiency by reducing the twist during the compression stroke of the piston reciprocating in the compression chamber. There are some (see, for example, Patent Document 1).
以下、図面を参照しながら、従来の密閉型圧縮機について説明する。図8は、従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。図9は、従来の密閉型圧縮機の圧縮行程におけるピストン周辺の要部断面図である。図10は、従来の密閉型圧縮機の吸入行程におけるピストン周辺の要部断面図である。 Hereinafter, a conventional hermetic compressor will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional hermetic compressor. FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part around a piston in a compression stroke of a conventional hermetic compressor. FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part around a piston in a suction stroke of a conventional hermetic compressor.
図8から図10において、従来の密閉型圧縮機の密閉容器301内には、固定子302と回転子303とを備えた電動要素304と、この電動要素304によって駆動される圧縮要素305とが収容されている。シャフト310は、主軸部311とその一端に偏心して形成された偏心軸部312とを有している。主軸部311には回転子303が固定されている。 8 to 10, an electric element 304 having a stator 302 and a
シリンダブロック314は、略円筒形のシリンダ315と軸受部320とを有している。シリンダ315には、ピストン323が往復自在に挿設され、その端面にはバルブプレート350が装着されている。シリンダ315とピストン323とで、圧縮室316が形成されている。 The
ピストン323には、図9に示すように、偏心軸部312と平行になるように、ピストンピン325が装着されている。軸受部320は、シャフト310の主軸部311を軸支することによって、片持ち軸受を形成している。 As shown in FIG. 9, a
コンロッド326は、大孔端部328と、小孔端部329と、ロッド部330とで構成されている。大孔端部328は、偏心軸部312に嵌装されている。小孔端部329は、ピストンピン325を介して、ピストン323に連結されている。コンロッド326およびピストンピン325によって、偏心軸部312とピストン323とが連結されている。 The connecting
なお、図中、軸心Cは、ピストン323の軸心を示し、軸心Dは、シリンダ315の軸心を示す。 In the figure, the axis C indicates the axis of the
以上のように構成された従来の密閉型圧縮機について、以下にその動作を説明する。電動要素304が通電されると、回転子303はシャフト310を回転させる。シャフト310の回転に伴い、偏心軸部312の回転運動が、コンロッド326を介して、ピストン323に伝えられる。これによって、ピストン323はシリンダ315内を往復運動する。ピストン323の往復運動により、冷凍サイクルを有する冷却システム(図示せず)から冷媒ガスが圧縮室316内へ吸入される。冷媒ガスは、圧縮室316で圧縮された後、再び冷却システムに吐き出される。 The operation of the conventional hermetic compressor configured as described above will be described below. When the electric element 304 is energized, the
ピストン323の往復運動の圧縮行程において、冷媒ガスを圧縮する圧縮荷重によってピストン323が偏心軸部312側に押されるため、シャフト310は軸受部320内で傾く。このシャフト310の傾きに伴い、ピストン323の軸心Cも傾く。このため、ピストン323の軸心Cとシリンダ315の軸心Dとは、圧縮行程時に一致するように、シリンダ315の軸心Dが傾いて形成されている。これにより、圧縮行程においてシリンダ315内のピストン323のこじりは軽減され、摺動損失を低減でき、高効率化を図ることができる。 In the compression stroke of the reciprocating motion of the
しかしながら、従来の密閉型圧縮機では、図10に示すように、ピストン323の往復運動の吸入行程において、冷媒ガスを吸入する吸引荷重でピストン323がシリンダ315側に引っ張られるため、シャフト310がシリンダ315側に傾斜する。それに伴い、ピストン323の軸心Cが、あらかじめ傾けて形成されたシリンダ315の軸心Dに対して、ずれてしまう。特に圧縮比の高い厳しい運転条件などで、吸引荷重が増大すると、ピストン323の軸心Cは、さらに圧縮室316の底面側にピストン323の先端部が押し付けられるように傾斜する。このため、ピストン323にこじりが発生して、入力が増加するという課題がある。 However, in the conventional hermetic compressor, as shown in FIG. 10, in the suction stroke of the reciprocating motion of the
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、吸入行程時にピストンが傾くことにより発生するこじりを軽減し、入力の増加を防止する、効率の高い密閉型圧縮機を提供するものである。 The present invention solves such a conventional problem, and provides a highly efficient hermetic compressor that reduces the twist caused by the tilting of the piston during the intake stroke and prevents an increase in input. is there.
本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に、電動要素と、電動要素によって駆動される圧縮要素とが収容された密閉型圧縮機である。圧縮要素は、主軸部、および、主軸部と一体運動する偏心軸部を有するシャフトと、シャフトの主軸部を軸支することによって、片持ち軸受を形成する軸受部とを備える。また、圧縮要素は、気体を圧縮するシリンダと、シリンダの内部に往復自在に挿設されたピストンと、偏心軸部とピストンとを連結するコンロッドとを備える。また、軸受部の軸心を示す第1の中心線と、シリンダの軸心を示す第2の中心線とのなす角度a1と、軸受部に対するシャフトの傾きの角度の絶対値c1とが、式(1)を満たす。また、ピストンの外周面には、シリンダの内周面と隙間を有し、摺動面を形成するシール部と、シール部の後方に位置し、摺動面を形成する延長部と、シール部の後方に位置し、摺動面を形成しない非摺動部とを備える。 The hermetic compressor of the present invention is a hermetic compressor in which an electric element and a compression element driven by the electric element are accommodated in an airtight container. The compression element includes a main shaft portion, a shaft having an eccentric shaft portion that moves integrally with the main shaft portion, and a bearing portion that forms a cantilever bearing by pivotally supporting the main shaft portion of the shaft. The compression element includes a cylinder that compresses gas, a piston that is reciprocally inserted into the cylinder, and a connecting rod that connects the eccentric shaft portion and the piston. The angle a1 formed by the first center line indicating the axis of the bearing portion and the second center line indicating the axis of the cylinder and the absolute value c1 of the angle of inclination of the shaft with respect to the bearing portion are expressed by the equation Satisfy (1). In addition, the outer peripheral surface of the piston has a gap with the inner peripheral surface of the cylinder and forms a sliding portion, an extension portion that is located behind the sealing portion and forms the sliding surface, and a sealing portion And a non-sliding portion that does not form a sliding surface.
a1=π/2+c1‥‥‥(1)
これにより、吸入行程時に、シリンダの軸心とピストンの軸心との軸心ズレが大きくなった場合においても、ピストンの摺動面を形成するシール部の後方には、摺動面を形成する側面延長部が存在する。これにより、鉛直上下方向には摺動面となる部分を有していない。したがって、ピストン傾斜時の鉛直上下方向の局所的なこじりを軽減することができる。a1 = π / 2 + c1 (1)
Thus, even when the axial misalignment between the cylinder center and the piston axis becomes large during the intake stroke, a sliding surface is formed behind the seal portion that forms the piston sliding surface. There is a side extension. Thereby, it does not have the part used as a sliding surface in the vertical up-down direction. Therefore, local twisting in the vertical vertical direction when the piston is tilted can be reduced.
本発明の密閉型圧縮機は、ピストンの吸入行程における局所的なこじりを軽減し、入力の増加を防止するので、効率を向上することができる。 The hermetic compressor of the present invention can reduce the local twisting in the intake stroke of the piston and prevent an increase in input, so that the efficiency can be improved.
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、これら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 these embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における密閉型圧縮機の縦断面図である。図2は、同密閉型圧縮機の圧縮行程時に圧縮荷重が作用するときの要部拡大断面図である。図3は、同密閉型圧縮機の吸入行程時に吸引荷重が作用するときの要部拡大断面図である。図4は、同密閉型圧縮機のシリンダ・ピストンの上視断面図である。図5は、同密閉型圧縮機のシリンダ・ピストンの縦断面図である。図6は、同密閉型圧縮機の軸受部とシリンダとの位置関係を示す要部断面図である。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part when a compression load is applied during the compression stroke of the hermetic compressor. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part when a suction load acts during the suction stroke of the hermetic compressor. FIG. 4 is a top sectional view of the cylinder / piston of the hermetic compressor. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a cylinder / piston of the hermetic compressor. FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part showing the positional relationship between the bearing portion and the cylinder of the hermetic compressor.
図1から図6において、密閉容器101内には、固定子102と回転子103とを備えた電動要素104と、この電動要素104によって駆動される圧縮要素105とが収容されている。さらに、密閉容器101内の底部には、潤滑油106が貯留されている。 1 to FIG. 6, an
また、密閉容器101内は、炭化水素系のR600aの冷媒106が満たされ、底部にVG3からVG10の低粘度油の潤滑油102が封入されている。 The sealed
電動要素104は、回転子103と固定子102とで構成されており、インバーター(図示せず)により、少なくとも電源周波数以上の運転周波数を含む複数の運転周波数で駆動される。電動要素104を駆動する最高運転周波数は80Hzとしており、最低運転周波数17Hz以上の運転周波数で駆動する。 The
シャフト110は、主軸部111と、この主軸部111と一体運動するように主軸部111の一端に偏心して形成された偏心軸部112とを有している。回転子103は、主軸部111に固定されている。シャフト110の内部や表面には、給油通路113が設けられている。給油通路113の下部は、潤滑油106の所定の深さ位置まで、潤滑油106に浸漬するように延出している。 The
シリンダブロック114は、円筒形(実質的な円筒形も含む)のシリンダ115と軸受部120とを備えている。軸受部120は、シャフト110の主軸部111を軸支することによって、片持ち軸受を形成している。 The
シリンダ115には、ピストン123が往復自在に挿設されている。シリンダ115の端部には、バルブプレート150が装着されている。シリンダ115とピストン123とで圧縮室116が形成されている。 A
ピストン123には、偏心軸部112と平行になるように、ピストンピン125が装着されている。ピストン123の外周面には、図4と図5に示すように、シール部123aと延長部123bとが設けられている。シール部123aは、シリンダ115の内周面に対して小さなクリアランスを有するように、円筒状に摺動面を形成している。延長部123bは、シール部123aより後方の両側面にシール部123aと同じ半径を有し、ピストン123の軸方向に一定幅で延長された摺動面を形成している。シール部123aより後方の鉛直上下面には、シリンダ115の内周面に対して、より大きなクリアランスを有することで摺動しない非摺動部123cが設けられている。 A
コンロッド126は、図2に示すように、大孔端部128と、小孔端部129と、ロッド部130とで構成されている。大孔端部128は、偏心軸部112に嵌装されている。小孔端部129は、ピストンピン125を介して、ピストン123に連結されている。コンロッド126およびピストンピン125によって、偏心軸部112とピストン123とが連結されている。 As shown in FIG. 2, the connecting
ここで、一般的には、圧縮要素105の一部を構成するシャフト110とコンロッド126とピストンピン125とピストン123は、シャフト110の主軸部111の軸心144と、往復運動するピストン123の軸心Cとが、角度π/2(rad)で組立てられている。これは、運転時に最もスムーズで駆動ロスが小さくなるためである。本実施の形態の構成もそのようになっている。 Here, generally, the
なお、本実施の形態におけるピストン123の寸法は、直径が26mm、全長が23mmであり、シール部123aと延長部123bの軸方向の長さが、それぞれ8mm、15mmである。また、シリンダ115の内周面と、摺動面であるシール部123aおよび延長部123bとの間の半径クリアランスは、0.005mmである。シリンダ115の内周面と非摺動部123cとの間の半径クリアランスは、0.5mmである。 The dimensions of the
一方、図6に示すような、軸受部120の軸心を示す第1の中心線141と平行で、かつ、シリンダ115の軸心を示す第2の中心線142と平行な投影面を考える。第1の中心線141と第2の中心線142とのなす角度を、a1とする。軸受部120と主軸部111の直径クリアランスによる、軸受部120に対するシャフト110の傾き角度の絶対値を、c1(rad)とする。シリンダブロック114(シリンダ115)は、a1とc1が式(1)を満たすように、構成されている。 On the other hand, as shown in FIG. 6, a projection plane parallel to the
a1=π/2+c1‥‥‥(1)
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下にその動作を説明する。電動要素104に通電されると、回転子103はシャフト110を回転させる。シャフト110の回転に伴う偏心軸部112の回転運動が、コンロッド126を介して、ピストン123に伝えられる。a1 = π / 2 + c1 (1)
The operation of the hermetic compressor configured as described above will be described below. When the
これにより、ピストン123はシリンダ115内を往復運動する。ピストン123の往復運動により、冷凍サイクルを有する冷却システム(図示せず)から、冷媒ガスが圧縮室116内へ吸入される。冷媒ガスは、圧縮室116で圧縮された後、再び冷却システムに吐き出される。 Thereby, the
給油通路113の下端部には、シャフト110の回転によりポンプ作用が働く。密閉容器101の底部の潤滑油106は、給油通路113を通って、上方に汲み上げられ、密閉容器101内の全周方向へ水平に飛散する。飛散された潤滑油106は、ピストンピン125やピストン123などに供給されて、ピストンピン125やピストン123などの潤滑を行う。 At the lower end of the
次に、ピストンのこじりについて説明する。 Next, a description will be given of the twisting of the piston.
一般的に片持ち軸受構造の密閉型圧縮機では、冷媒ガスを圧縮するときの圧縮荷重を、シャフト110の主軸部111の片側のみで軸支する。そのため、圧縮行程時に圧縮荷重が作用したとき、シャフト110は、図2に示すように、主軸部111と軸受部120との直径クリアランス内で傾く。そのため、主軸部111の軸心144に対するピストン123の軸心Cの角度が、π/2(rad)となるように組立てられているので、ピストン123のバルブプレート150側が水平線より上方に持ち上がる方向に傾く。 Generally, in a hermetic compressor having a cantilever bearing structure, a compression load when compressing refrigerant gas is supported only on one side of the
本実施の形態では、このピストン123の傾きを考慮して、あらかじめ、シリンダ115の軸心Dのバルブプレート150側が、水平線より上方に持ち上がる方向に傾けて、形成されている。 In the present embodiment, in consideration of the inclination of the
そのため、圧縮行程時にピストン123に圧縮荷重が作用した場合は、図2に示すように、シリンダ115の軸心Dとピストン123の軸心Cとが合致する。これにより、往復運動するピストン123のこじりは軽減される。 Therefore, when a compression load is applied to the
図6において、軸受部120の軸心を示す第1の中心線141と、シリンダ115の軸心を示す第2の中心線142との交点をOとする。また、軸受部120と主軸部111の直径クリアランスに基づく、軸受部120に対するシャフト110の傾きの角度の絶対値をc1とする。このとき、軸受部120の軸心を示す第1の中心線141と、シリンダ115の軸心を示す第2の中心線142との角度a1が、式(1)を満たすように、シリンダ115を形成している。 In FIG. 6, the intersection of the
すなわち、本実施の形態では、式(1)で表される角度a1をシリンダ115の軸心の角度の設計値としている。角度a1は、軸受部120に対するシャフト110の傾きの角度の絶対値c1を用いて、実際の値に近づくように設計されている。したがって、ピストン123とシリンダ115との間のこじりを、より確実に軽減することができる。 That is, in the present embodiment, the angle a1 represented by the equation (1) is set as the design value of the angle of the axis of the
一方、吸入行程時にピストン123に吸引力が作用したとき、シャフト110は、図3に示すように、主軸部111と軸受部120との直径クリアランス内で傾く。そのため、軸受部120の直径クリアランス内で傾いた、シャフト110の主軸部111の軸心144に対する、ピストン123の軸心Cの角度が、π/2(rad)となるように組立てられているので、ピストン123のバルブプレート150側が水平線より下方に向く方向に傾く。したがって、圧縮行程時のピストン123の傾きを考慮して設定されたシリンダ115の軸心Dに対して、ずれが生じる。 On the other hand, when a suction force acts on the
このように、吸入行程において、ピストン123に吸引荷重が作用し、シリンダ115の軸心Dに対して、ピストン123の軸心Cが下方にずれるように傾斜する。このとき、図5に示すように、ピストン123の軸心ずれ角度αによる、シール部123aの半径方向の最大傾斜量は、シール部123aの軸方向長さL×sin(α)で表される。 Thus, in the suction stroke, a suction load acts on the
一般的に、本実施の形態と同様の用途に用いられる密閉型圧縮機のピストン123には、シール性と摺動信頼性の確保のため、ピストン123の軸方向全長が、シール部123aとして形成される。また、シール部123aの半径クリアランスが、圧縮要素105の構成要素のなかで最小であり、本実施の形態では0.005mmである。そのため、吸入行程時のシール部123aの半径方向の最大傾斜量は、シール部123aの半径クリアランス0.005mmより大きくなってしまう。このため、ピストン123の圧縮室116側のE部と、偏心軸部112側のF部にこじりが生じる。 Generally, the
しかし、本実施の形態においては、ピストン123の摺動部が、シール部123aと側圧を支持する両側面の延長部123bで構成されている。これにより、F部は半径クリアランスが0.5mmの非摺動部123cであり、シール部の半径クリアランス0.005mmより十分に大きい。このため、ピストン123がF部でシリンダ115の内周面と接触することはない。 However, in the present embodiment, the sliding portion of the
また、E部近傍においても、軸心ずれ角度αによるシール部123aの半径方向の最大傾斜量L×Sin(α)は、シール部123aの長さLが小さいため、半径クリアランス0.005mmより小さい。 Further, even in the vicinity of the E portion, the maximum radial amount L × Sin (α) of the
そのため、吸入行程において吸引荷重が作用する場合においても、ピストン123のE部のこじりの発生を抑えることができる。 Therefore, even when a suction load is applied during the suction stroke, it is possible to suppress the occurrence of twisting of the E portion of the
すなわち、圧縮行程においてピストン123とシリンダ115との間のこじりを抑制するとともに、吸入行程においてもピストン123とシリンダ115との間のこじりを抑制することができる。 That is, it is possible to suppress the twisting between the
しかも、この吸入行程時の吸引力は、圧縮荷重より大幅に小さいため、ピストン123の傾斜角度は、圧縮行程時より吸入行程時のほうが小さい。また、ピストン123とシリンダ115のこじりも、圧縮行程時より吸入行程時の方が小さいことから、吸入行程のピストン123とシリンダ115との間のこじりは、効果的に低減される。 Moreover, since the suction force during the suction stroke is significantly smaller than the compression load, the inclination angle of the
以上のように、本実施の形態によれば、圧縮および吸引両行程時において、ピストン123とシリンダ115の摺動損失を低減でき、高効率化することができる。 As described above, according to the present embodiment, the sliding loss between the
以上のように、本実施の形態の密閉型圧縮機は、密閉容器101内に、電動要素104と、電動要素104によって駆動される圧縮要素105とが収容された密閉型圧縮機である。圧縮要素105は、主軸部111、および、主軸部111と一体運動する偏心軸部112を有するシャフト110と、シャフト110の主軸部111を軸支することによって、片持ち軸受を形成する軸受部120とを備える。また、圧縮要素105は、気体を圧縮するシリンダ115と、シリンダ115の内部に往復自在に挿設されたピストン123と、偏心軸部112とピストン123とを連結するコンロッド126とを備える。また、軸受部120の軸心を示す第1の中心線141と、シリンダ115の軸心を示す第2の中心線142とのなす角度a1と、軸受部120に対するシャフト110の傾きの角度の絶対値c1とが、式(1)を満たす。また、ピストン123の外周面には、シリンダ115の内周面と隙間を有し、摺動面を形成するシール部123aと、シール部123aの後方に位置し、摺動面を形成する延長部123bと、シール部123aの後方に位置し、摺動面を形成しない非摺動部123cとを備える。 As described above, the hermetic compressor of the present embodiment is a hermetic compressor in which the
これにより、圧縮および吸引両行程時において、ピストン123とシリンダ115の摺動損失を低減でき、高効率化することができる。 Thereby, the sliding loss of the
また、延長部123bは、シール部123aと同じ半径を有し、側圧を支持する摺動面を形成する。これにより、ピストンの局所的なこじりを軽減し、入力の増加を防止することができて、高効率化を図ることができる。 Further, the
また、電動要素104は、インバータ回路により複数の回転数で駆動される。 The
これにより、低速回転でピストンへの給油量が少なくなり、ピストンの摺動面に生じる油膜の厚さが薄い運転条件においても、シリンダ内でのピストンのこじりの発生を防止できる。また、高速回転で圧縮比が高くピストンの傾斜が大きくなる運転条件の吸入行程においても、シリンダ内でのピストンのこじりを軽減できるため高効率化を図ることができる。 As a result, the amount of oil supplied to the piston is reduced by low-speed rotation, and it is possible to prevent the piston from being twisted in the cylinder even under operating conditions where the oil film formed on the sliding surface of the piston is thin. Further, even in an intake stroke under an operating condition where the compression ratio is high and the piston is inclined at a high speed, the piston can be reduced in the cylinder, so that the efficiency can be improved.
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2における冷蔵庫の概略断面図である。ここでは、冷凍装置として冷蔵庫を例にして説明する。図7の冷蔵庫は、実施の形態1で説明した密閉型圧縮機を搭載したものである。(Embodiment 2)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the refrigerator in the second embodiment of the present invention. Here, a refrigerator will be described as an example of the refrigeration apparatus. The refrigerator in FIG. 7 is mounted with the hermetic compressor described in the first embodiment.
図7において、断熱箱体180は、内箱182と、外箱184と、および断熱壁とを備えている。内箱182は、ABS(Acrylonitrile、Butadiene、Styrene)などの樹脂体を真空成型したものである。外箱184には、プリコート鋼板などの金属材料が用いられている。断熱壁は、内箱182と外箱184とで構成された空間に、発泡充填する断熱体186を注入してなる。断熱体186には、たとえば、硬質ウレタンフォーム、フェノールフォーム、およびスチレンフォームなどが用いられる。発泡材としては、ハイドロカーボン系のシクロペンタンを用いると、温暖化防止の観点でさらによい。 In FIG. 7, the
断熱箱体180は、複数の断熱区画に区分されており、上部が回転扉式、下部が引出し式の構成とされている。複数の断熱区画は、上から、冷蔵室188と、並べて設けられた引出し式の切替室190および製氷室192と、引出し式の野菜室194と、引出し式の冷凍室196となっている。各断熱区画には、それぞれ断熱扉がガスケットを介して、設けられている。上から、冷蔵室回転扉198、切替室引出し扉200、製氷室引出し扉202、野菜室引出し扉204、および冷凍室引出し扉206である。 The
また、断熱箱体180の外箱184は、天面後方を窪ませた凹み部208を備えている。 Moreover, the
冷凍サイクルは、密閉型圧縮機210と、断熱箱体180側面などに設けた凝縮器(図示せず)と、減圧器であるキャピラリ212と、水分除去を行うドライヤ(図示せず)と、蒸発器216と、および吸入配管218とを環状に接続している。そして密閉型圧縮機210は、実施の形態1で説明した密閉式圧縮機であり、凹み部208に弾性支持されている。蒸発器216は、野菜室194と冷凍室196の背面で、冷却ファン214を近傍に配置している。 The refrigeration cycle includes a
以上のように構成された冷蔵庫について、以下、その動作、作用を説明する。 About the refrigerator comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、各断熱区画の温度設定と冷却方式について説明する。 First, the temperature setting and cooling method of each heat insulation section will be described.
冷蔵室188の温度は、冷蔵保存のために凍らない温度を下限に、通常1〜5℃で設定されている。 The temperature of the
切替室190の温度は、ユーザーにより設定変更可能であり、冷凍室温度帯から冷蔵、野菜室温度帯までの所定の温度帯に、設定変更可能である。 The temperature of the switching
製氷室192は、独立の氷保存室である。製氷室192は、図示しない自動製氷装置を備えて、氷を自動的に作製、貯留する。製氷室192の温度は、氷を保存するために冷凍温度帯であるが、氷の保存のために冷凍温度帯よりも比較的高い−18℃〜−10℃の冷凍温度で設定されることも可能である。 The
野菜室194の温度は、冷蔵室188と同等、もしくは、若干高い温度設定の2℃〜7℃とすることが多い。凍らない程度で低温にするほど、葉物野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。 The temperature of the
冷凍室196の温度は、冷凍保存のために、通常−22〜−18℃で設定されている。しかし、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−30〜−25℃の低温で設定されることもある。 The temperature of the
各室は、異なる温度設定を効率的に維持するために断熱壁によって区分されている。しかし、低コストでかつ断熱性能を向上させる方法として、断熱体186で断熱箱体180を一体に発泡充填することが可能である。断熱体186で発泡充填することにより、発泡スチロールのような断熱部材を用いるのに比べて、約2倍の断熱性能とすることができ、仕切りの薄型化による収納容積の拡大などができる。 Each chamber is partitioned by an insulating wall to efficiently maintain different temperature settings. However, as a method of improving the heat insulation performance at a low cost, it is possible to foam-fill the
次に、冷凍サイクルの動作について説明する。 Next, the operation of the refrigeration cycle will be described.
冷蔵庫内の設定された温度に応じて、温度センサ(図示せず)および制御基板からの信号により、冷却運転が開始および停止される。冷却運転の指示により、密閉型圧縮機210が所定の圧縮動作を行う。吐出された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器(図示せず)にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ212で減圧されて低温低圧の液冷媒となり、蒸発器216に至る。 The cooling operation is started and stopped by a signal from a temperature sensor (not shown) and a control board in accordance with the set temperature in the refrigerator. The
冷却ファン214の動作により、冷蔵庫内の空気と熱交換されて蒸発器216内の冷媒ガスは蒸発気化され、熱交換された低温の冷気をダンパ(図示せず)などで分配することで、各室の冷却が行われる。 By the operation of the cooling
以上のような動作を行う、冷蔵庫の密閉型圧縮機210において、実施の形態1で説明したように、シリンダブロック114は、軸受部120の軸心を示す第1の中心線141と、シリンダ115の軸心を示す第2の中心線142とが互いに交差するように、軸受部120およびシリンダ115が配置されている。第1の中心線141と第2の中心線142とのなす角度a1(rad)と、軸受部120と主軸部111の直径クリアランスによる軸受部120に対するシャフト110の傾きとの角度の絶対値c1(rad)とが、式(1)を満たしている。ピストン123は、外周面にシリンダ115内周面と一様な隙間を有し、摺動面を形成する円筒状のシール部123aを有している。さらに、ピストン123は、シール部123aの後方に位置し、シール部123aと同じ半径を有し、側圧を支持する摺動面を形成する延長部123bを有している。 In the
これにより、吸入行程時に、シリンダ115の軸心と、ピストン123の軸心との軸心ズレが大きくなった場合においても、ピストン123傾斜時の摺動面積が小さくなる。なぜなら、ピストン123は、ピストン123の摺動面を形成する円筒のシール部123aの後方に、側圧を支持する摺動面を形成する延長部123bのみを有し、鉛直上下方向には摺動面を有していないからである。 As a result, even when the axial misalignment between the axial center of the
その結果、ピストン123の局所的なこじりが軽減され、摺動損失を低減し、密閉型圧縮機210の効率を向上することができる。したがって、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。 As a result, local twisting of the
以上のように、本実施の形態の冷蔵庫は、冷凍サイクルに、実施の形態1の密閉型圧縮機を用いた冷凍装置である。これにより、冷凍装置の消費電力を低減することができる。 As described above, the refrigerator according to the present embodiment is a refrigeration apparatus that uses the hermetic compressor according to the first embodiment in a refrigeration cycle. Thereby, the power consumption of a freezing apparatus can be reduced.
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、ピストンの摺動損失を低減することで効率を向上することができ、家庭用電気冷凍冷蔵庫に限らず、エアーコンディショナー、自動販売機やその他の冷凍装置等に適用できる。 As described above, the hermetic compressor according to the present invention can improve the efficiency by reducing the sliding loss of the piston, and is not limited to an electric refrigerator-freezer for home use, but also an air conditioner, a vending machine, and others. It can be applied to refrigeration equipment.
101 密閉容器
102 固定子
103 回転子
104 電動要素
105 圧縮要素
106 潤滑油
110 シャフト
111 主軸部
112 偏心軸部
113 給油通路
114 シリンダブロック
115 シリンダ
116 圧縮室
120 軸受部
123 ピストン
123a シール部
123b 延長部
123c 非摺動部
125 ピストンピン
126 コンロッド
128 大孔端部
129 小孔端部
130 ロッド部
141 第1の中心線
142 第2の中心線
144 軸心
150 バルブプレート
180 断熱箱体
182 内箱
184 外箱
186 断熱体
188 冷蔵室
190 切替室
192 製氷室
194 野菜室
196 冷凍室
198 冷蔵室回転扉
200 切替室引出し扉
202 製氷室引出し扉
204 野菜室引出し扉
206 冷凍室引出し扉
208 凹み部
210 密閉型圧縮機
212 キャピラリ
214 冷却ファン
216 蒸発器
218 吸入配管DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記圧縮要素は、
主軸部、および、前記主軸部と一体運動する偏心軸部を有するシャフトと、
前記シャフトの前記主軸部を軸支することによって、片持ち軸受を形成する軸受部と、
気体を圧縮するシリンダと、
前記シリンダの内部に往復自在に挿設されたピストンと、
前記偏心軸部と前記ピストンとを連結するコンロッドとを備え、
前記軸受部の軸心を示す第1の中心線と、前記シリンダの軸心を示す第2の中心線とのなす角度a1と、
前記軸受部に対する前記シャフトの傾きの角度の絶対値c1とが、式(1)を満たし、
前記ピストンの外周面には、
前記シリンダの内周面と隙間を有し、摺動面を形成するシール部と、
前記シール部の後方に位置し、摺動面を形成する延長部と、
前記シール部の後方に位置し、摺動面を形成しない非摺動部と
を備える密閉型圧縮機。
a1=π/2+c1‥‥‥(1)A hermetic compressor in which an electric element and a compression element driven by the electric element are accommodated in an airtight container,
The compression element is
A shaft having a main shaft portion and an eccentric shaft portion that moves integrally with the main shaft portion;
A bearing portion that forms a cantilever bearing by pivotally supporting the main shaft portion of the shaft;
A cylinder for compressing the gas;
A piston inserted reciprocally in the cylinder;
A connecting rod for connecting the eccentric shaft portion and the piston;
An angle a1 formed by a first center line indicating the axis of the bearing portion and a second center line indicating the axis of the cylinder;
The absolute value c1 of the inclination angle of the shaft with respect to the bearing portion satisfies the formula (1),
On the outer peripheral surface of the piston,
A seal portion having a gap with the inner peripheral surface of the cylinder and forming a sliding surface;
An extension that is located behind the seal and forms a sliding surface;
A hermetic compressor including a non-sliding portion that is located behind the seal portion and does not form a sliding surface.
a1 = π / 2 + c1 (1)
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