JP4868901B2 - Hermetic electric compressor and refrigeration cycle apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、例えば空調冷熱機器の冷媒圧縮用に用いられる密閉電動圧縮機およびこの密閉電動圧縮機が用いられる冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a hermetic electric compressor that is used, for example, for refrigerant compression of air-conditioning / refrigeration equipment, and a refrigeration cycle apparatus that uses this hermetic electric compressor.
この種の密閉電動圧縮機においては、ロータ上端近傍に板状の油分離機を保持し、同時に密閉容器内の吐出ガス流路の配置を工夫することで、密閉容器内にてガスと潤滑油の分離を行ない、吐出ガスに含まれる潤滑油割合(油循環率)の抑制を図っている。 In this type of hermetic electric compressor, a plate-like oil separator is held near the upper end of the rotor, and at the same time, the arrangement of the discharge gas flow path in the hermetic container is devised, so that gas and lubricating oil are contained in the hermetic container. The ratio of the lubricating oil contained in the discharge gas (oil circulation rate) is suppressed.
従来、油分離機の保持方法としては、油分離板をロータにスペーサを介してリベットかしめ固定する形態(特許文献1、特許文献2)、駆動軸にC形止め輪など固定専用の用部材を用いて固定する形態(特許文献3)、油分離板に爪状のばね部を一体に設け駆動軸に係合させる形態(特許文献3)などが知られている。
また、吐出ガスの流路に関しては、駆動軸内にガス流路を設ける形態(特許文献4)、ステータ内の流路面積を一定以上に確保した形態(特許文献1)、ステータの内周側と外周側の流路抵抗に所定の差を持たせた形態(特許文献5)が知られている。
Conventionally, as a method of holding an oil separator, a configuration in which an oil separation plate is fixed by rivet caulking to a rotor via a spacer (
Further, regarding the flow path of the discharge gas, a mode in which a gas flow path is provided in the drive shaft (Patent Document 4), a mode in which the flow path area in the stator is secured to a certain level (Patent Document 1), the inner peripheral side of the stator There is known a configuration (Patent Document 5) in which a predetermined difference is provided in the flow path resistance on the outer peripheral side.
従来、この種の電動密閉圧縮機は、油分離に対して、概ね以下の課題を有していた。
(ア)油分離板の固定にかかる部品点数が増加する。
(イ)密閉容器内のガス流路面積を拡張し、ガス流速を下げ潤滑油の巻き上がりを防止すると、モータ鉄心容積が減少しモータ効率が低下、性能悪化する。
(ウ)スペーサを介して油分離板をロータにかしめ固定する形態では、ロータにガス流路穴を広く取ることが困難。
(エ)爪状のばね部にて駆動軸に係合させる形態では、油分離板の上下面を連通する隙間が残り、油分離機能が低下する。
Conventionally, this type of electric hermetic compressor generally has the following problems with respect to oil separation.
(A) The number of parts required to fix the oil separator increases.
(A) If the gas flow path area in the sealed container is expanded and the gas flow rate is lowered to prevent the lubricating oil from rolling up, the motor core volume decreases, the motor efficiency decreases, and the performance deteriorates.
(C) In the form in which the oil separation plate is caulked and fixed to the rotor via the spacer, it is difficult to widen the gas flow path hole in the rotor.
(D) In the embodiment in which the claw-shaped spring portion is engaged with the drive shaft, a gap communicating between the upper and lower surfaces of the oil separation plate remains, and the oil separation function is deteriorated.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、部品点数の増加や性能の低下を伴うことなく、油循環率の低い圧縮機を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a compressor having a low oil circulation rate without increasing the number of parts or reducing the performance.
本発明に係る密閉電動圧縮機は、所定の位置より上方に吐出口を有する密閉容器と、この密閉容器内に設けられたステータ及びこのステータの内側に配されたロータからなるモータと、密閉容器内のモータより下方に設けられロータに嵌挿される駆動軸により駆動される圧縮機構部と、この圧縮機構部を潤滑する潤滑油を密閉容器底部に封入し、少なくともモータのロータには上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなるガス流路を形成し、ガス流路部の上端から所定の間隔を隔てて保持されロータと共に回転する略円板形状の油分離板と、を具備してなる密閉電動圧縮機において、油分離板は、円板部と、この円板部に対して直角に立設され、中抜き穴を回転中心部に形成した円筒壁と、を具備し、円筒壁の内側は駆動軸が締まり嵌めにて嵌挿され保持され、モータには、ロータの上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなる総断面積A 1 なる第1のガス流路と、ロータ外周面とステータ内周面との間に確保されるエアギャップとステータにおける巻線収容スロットの開口からステータの内周面にかけて形成される溝部からなる総断面積A 2 なる第2のガス流路と、ステータの巻線よりも外周側で密閉容器内壁より内側に形成されモータの上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなり、A 1 、A 2 のいずれよりも小である総断面積A 3 なる第3のガス流路とを形成したものである。 A hermetic electric compressor according to the present invention includes a hermetic container having a discharge port above a predetermined position, a stator provided in the hermetic container, a motor disposed on the inner side of the stator, and a hermetic container. A compression mechanism portion that is provided below the motor and is driven by a drive shaft that is inserted into the rotor, and a lubricating oil that lubricates the compression mechanism portion is sealed in the bottom of the hermetic container, and at least the upper and lower ends of the rotor of the motor are A gas flow path comprising a plurality of through-holes communicating in the axial direction, and a substantially disk-shaped oil separation plate that is held at a predetermined interval from the upper end of the gas flow path portion and rotates together with the rotor. In the hermetically sealed electric compressor, the oil separation plate includes a disc portion and a cylindrical wall that is erected at a right angle to the disc portion and has a hollow hole formed in the center of rotation. inner wall fitting tightens the drive shaft It is fitted interpolated held by, the motor, the first gas flow path including the total cross-sectional area A 1 comprising a plurality of through holes communicating the upper and lower ends of the rotor in the axial direction, the rotor outer peripheral surface and the stator inner peripheral surface A second gas flow path having a total cross-sectional area A 2 composed of an air gap secured between the opening and the opening of the winding accommodating slot in the stator and an inner peripheral surface of the stator, and a winding of the stator Is formed on the outer peripheral side from the inner wall of the sealed container and includes a plurality of through-holes communicating with the upper and lower ends of the motor in the axial direction, and has a total cross-sectional area A 3 smaller than either A 1 or A 2 . A gas flow path is formed .
本発明の密閉電動圧縮機は、少なくともロータには上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなるガス流路を形成し、ガス流路部の上端から所定の間隔を隔てて保持されロータと共に回転する略円板形状の油分離板を具備してなる密閉電動圧縮機において、油分離板は、円板部と、この円板部に対して直角に立設され、中抜き穴を回転中心部に形成した円筒壁と、を具備し、円筒壁の内側は駆動軸が締まり嵌めにて嵌挿され保持され、モータには、ロータの上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなる総断面積A 1 なる第1のガス流路と、ロータ外周面とステータ内周面との間に確保されるエアギャップとステータにおける巻線収容スロットの開口からステータの内周面にかけて形成される溝部からなる総断面積A 2 なる第2のガス流路と、ステータの巻線よりも外周側で密閉容器内壁より内側に形成されモータの上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなり、A 1 、A 2 のいずれよりも小である総断面積A 3 なる第3のガス流路とを形成したため、貫通孔より吐出口へ向かう吐出ガスは一旦油分離板にて遮られ、回転運動を与えられる。それにより、吐出ガスに混在する潤滑油は比重の差により遠心力で分離され、密閉容器上部の吐出口から密閉容器外へ流出するのを防ぐ第1の効果を有する。
また、油分離板は円板部に対して直角に立設される円筒壁を有する中抜き穴を回転中心部に具備し、該円筒壁内径には駆動軸が締まり嵌めにて嵌挿され保持されているため、油分離板の上下面を連通する穴は一つも存在しない。その為、ロータの貫通孔から密閉容器上部の吐出口へ向かうガスは全て油分離板の外周を回り込むことになり、結果として回転運動が強く与えられ、油の分離効率を高める第2の効果を有する。また、前述のように油分離板が駆動軸に締まり嵌めにて嵌挿され保持されているため、部品点数の増加を伴わないシンプルな構造とすることができる第3の効果を有する。
The hermetic electric compressor according to the present invention has a gas flow path formed of a plurality of through holes that communicate axially at both upper and lower ends in at least the rotor, and is held at a predetermined interval from the upper end of the gas flow path portion. In a hermetic electric compressor comprising a substantially disk-shaped oil separator that rotates together with the oil separator , the oil separator is erected at a right angle to the disc and the disc hole. A cylindrical wall formed in the center, and the inside of the cylindrical wall is held by being fitted with a drive shaft with an interference fit, and the motor has a plurality of through holes that communicate the upper and lower ends of the rotor in the axial direction. A first gas flow path having a total cross-sectional area A 1, an air gap secured between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the stator, and the opening of the winding accommodating slot in the stator to the inner peripheral surface of the stator. A second gas having a total cross-sectional area A 2 comprising a groove portion The passage is composed of a plurality of through-holes that are formed on the outer peripheral side of the stator winding and on the inner side of the inner wall of the sealed container and communicate with the upper and lower ends of the motor in the axial direction, and are smaller than either A 1 or A 2. Since the third gas flow path having the total cross-sectional area A 3 is formed , the discharge gas from the through hole toward the discharge port is once blocked by the oil separation plate and given a rotational motion. Thereby, the lubricating oil mixed in the discharge gas is separated by the centrifugal force due to the difference in specific gravity, and has the first effect of preventing the oil from flowing out of the closed container at the upper part of the closed container.
The oil separation plate has a hollow hole with a cylindrical wall standing upright at a right angle with respect to the disc portion at the center of rotation, and the drive shaft is fitted and held in the inner diameter of the cylindrical wall by an interference fit. Therefore, there is no hole communicating between the upper and lower surfaces of the oil separation plate. Therefore, all the gas from the rotor through-hole to the discharge port at the upper part of the sealed container goes around the outer periphery of the oil separation plate. As a result, the rotational motion is given strongly, and the second effect of increasing the oil separation efficiency is obtained. Have. Further, as described above, since the oil separation plate is fitted and held on the drive shaft by an interference fit, there is a third effect that allows a simple structure without increasing the number of components.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における密閉電動圧縮機の断面図である。図において、密閉容器1内には直流モータ2と圧縮機構部3が固定されており、密閉容器1底部には圧縮機構を潤滑する為の潤滑油4が封入されている。密閉容器上部には吐出管5が嵌挿され、吐出口5aを形成している。直流モータ2はステータ2a及びロータ2bからなり、ロータ2bには駆動軸6が嵌挿されており、ロータの回転は駆動軸6により圧縮機構部3へ伝達される。また駆動軸の上端部にはロータ外径より外径小である円板状の油分離板7が保持され、ロータと共に回転する。また密閉容器外部には吸入マフラ8があり、吸入マフラは密閉容器内の圧縮機構部へ吸入管9にて接続されている。
1 is a cross-sectional view of a hermetic electric compressor according to
圧縮機構部3は、駆動軸6と同体である、偏心軸を有するクランクシャフト10と、シリンダ11、及びクランクシャフト10が回転自在に嵌挿される軸受部であり、且つシリンダ11の上下を閉塞する端板を有する上下の軸受12、13、前記偏心軸に回転自在に嵌挿されクランクシャフト10の回転によりシリンダ11内を公転運動するローリングピストン14と、ローリングピストン14外径に一端が当接したままシリンダ12に設けられた溝内を往復運動する板状のベーン(図示せず)を備えた、いわゆるロータリ圧縮機の形態となっている。
The
引続き直流モータ2の形態について図2を併用して説明する。図2は図1におけるA−A断面を示すものである。
ロータ2bは、積層された鋼鈑からなるロータコア15と、回転バランサーを兼用する上下の端板16、17と複数の永久磁石18を複数の固定用リベット19にて一体にかしめて形成されている。ロータには第1のガス流路として総断面積A1なる複数の貫通孔20が穿設されている。
ステータ2aは、鉄心21のティース部21aに巻線22が絶縁体23を挟んで直接巻回されたいわゆる集中巻方式にて形成されている。また鉄心21は、各ティース部毎に蝶番状に折り曲げ可能な可動部21bを有する分割コアにて形成されており、ティースの間隔を広げて巻線を巻回した後に所定の間隔に戻される製造方式をとられている為、巻線収容スロット部分における空隙は低く抑えられている。ティース内径とロータ外径の間にはエアギャップ24があり、前記巻線収容スロットの開口からステータ2aの内周面にかけて形成される溝部25と共に、総断面積A2なる第2のガス流路を形成している。但し面積A2は、前記面積A1より小さく抑えられている。
また、鉄心21外周には複数の切欠き21cがあり、密閉容器1との間に総断面積A3なる第3のガス流路を形成している。但し面積A3は、前記A1、A2のいずれよりも小である。
The configuration of the
The
The
Further, the outer periphery of the
引続き、本実施の形態を図3と、一部図8を用いて説明する。図3は図1における油分離板近傍の拡大図、図8は油分離板7の斜視図である。油分離板7は、円板部7aより駆動軸の軸方向に一体に延出して該円板部7aに直角に立設されてなる円筒壁7bを有する中抜き穴7cを有している。円筒壁7bの内径は駆動軸6より小さく形成されており、駆動軸6は円筒壁7b内径に圧入もしくは焼嵌め等により締まり嵌めにて嵌挿され、中抜き穴7cを閉塞しつつ、油分離板7をロータの貫通孔20上端から所定の間隔Hを隔てて保持している。このとき所定の間隔Hは、前記第1のガス流路の等価半径Rに対し±50%の範囲内に定められている。ここにRは前記第1のガス流路の等価半径であり、次式で定義されるものとする。
R=√(A1/π) (式1)
ここに、πは円周率である。
また、油分離版の外径D1は、ロータの外径D2より小、かつ第1のガス流路を形成するロータ貫通孔20の外端位置D3より大に設定されている。
The present embodiment will be described with reference to FIG. 3 and FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the oil separation plate in FIG. 1, and FIG. 8 is a perspective view of the
R = √ (A 1 / π) (Formula 1)
Here, π is the circumference ratio.
The outer diameter D1 of the oil separation plate is set to be smaller than the outer diameter D2 of the rotor and larger than the outer end position D3 of the rotor through
次に、本実施の形態の動作について図1〜図3を用いて説明する。
本形態の密閉電動圧縮機は、上記のように構成されており、吸入マフラ8より圧縮機構部3へ送られた低圧の冷媒ガスは、圧縮機構部3にて圧縮され、密閉容器1内に放出される。圧縮機構部3には潤滑油4が付着している為、密閉容器内の吐出ガスには潤滑油が混在している。潤滑油の混在する吐出ガスは、密閉容器内において直流モータ2を貫通する第1〜第3のガス流路を通過して密閉容器上部の吐出口5aより、密閉容器外へと送られる。このとき、吐出ガスの大部分は面積が大きい第1・第2の流路を通り密閉容器上部の吐出口へと向かう。第3のガス流路は面積が小さく流路抵抗が大きいため、吐出口へ向かう冷媒ガスは殆ど流れない。特に第1のガス流路すなわちロータの上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔を通過した吐出ガスは、直後に保持されている油分離板に吹きつけられる。このとき一部の潤滑油は油分離板に付着し、油分離板の回転に伴って外周方向へ弾き飛ばされることにより、冷媒ガスから分離される。その後冷媒ガスは、油分離板には一切の穴がない為に、全て油分離板の外周を回り込みつつ吐出口へと向かう。その過程において吐出ガスには油分離板の回転に伴い回転運動が与えられ、吐出ガスに残存する潤滑油は比重の差により遠心力で分離される。以上により、吐出口へは潤滑油の混在率が低い冷媒ガスのみが到達することになり、密閉容器から冷凍サイクルへと放出される冷媒ガスの油循環率が低く抑えられる。一方、分離された潤滑油は、上方への冷媒ガス流が微小である第3のガス流路から、密閉容器下方へと滴下する。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The hermetic electric compressor of this embodiment is configured as described above, and the low-pressure refrigerant gas sent from the suction muffler 8 to the
以上のように、本実施の形態による密閉電動圧縮機は、ロータに面積の最も大きい第1のガス流路を設けることにより、その直後に保持された油分離板に吐出ガスを多く導くことで、油分離効果を高めることができる。 As described above, the hermetic electric compressor according to the present embodiment provides a large amount of discharge gas to the oil separation plate held immediately after the first gas passage having the largest area in the rotor. The oil separation effect can be enhanced.
また、油分離板7が第1のガス流路上端から隔てて保持される所定の間隔Hは、第1のガス流路の等価半径に近く設定している為、第1のガス流路を通過する吐出ガスの流れを妨げることなく、第1のガス流路を通過した吐出ガスに回転運動を与えることができる。
この点に関しては、図5にて詳しく説明する。図5は、油分離板7が第1のガス流路から隔てて保持される所定の間隔Hと、第1のガス流路の等価半径Rとの比H/Rと、油循環率の関係を示すものである。H過小の場合、第1のガス流路を閉塞する方向になる為、第2・第3のガス流路の流速が上がり、油が巻き上がるため油循環率は増加する(図中A)。或いはH過大の場合、第1のガス流路を通過した吐出ガスが油分離板を迂回して流れる為油分離の効果が低下し、油分離板を装着しない場合の油循環率(図中点線で示す)に近づく(図中B)。本発明によればHはRに対し±50%の範囲内に設定されている為、効率的に油分離をすることができ、油循環率を低く抑えられるのである。
Further, since the predetermined interval H at which the
This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 shows the relationship between the ratio H / R of the predetermined interval H at which the
ここで、この種の密閉電動圧縮機の製造方法に関連して、本実施の形態における優位性を以下に説明する。
図4aは、本実施の形態における、圧縮機の組立工程の一部である、予め組立済みの圧縮機構部3の駆動軸6を、予め組立済みのロータ2bに挿入する工程を示している。保持治具26にて保持されたロータ2bに対し、倒立させた圧縮機構部3が上方から挿入される際、圧縮機構部の反対側からロータに挿入される案内治具27が駆動軸まで到達することにより、駆動軸とロータの位置関係を適切に保ちつつ、ロータに駆動軸を挿入することができる方式になっている。この工程は、本発明に拠らない従来のこの種の密閉電動圧縮機においても一般的な工程である。
油分離板の保持方法としては、予めロータ2bに油分離板7をリベット19にて固定する方式が一般的であるが、その場合は、前記案内治具27を挿入する為に、図4bに示すように、油分離板には中抜き穴7cが必要である。組立後も油分離板の中抜き穴7cは油分離板7の上下面を連通する為、前記第1のガス流路を通過した吐出ガスは油分離板の中抜き穴を経由して前記密閉容器上部の吐出口へ直接的に到達してしまう。よって、油分離効果が得られなくなる欠点がある。
本実施の形態では、駆動軸6をロータ2bに挿入する工程の後に、油分離板の中抜き穴に駆動軸を締まり嵌め固定する製造方式であるため、組立後の油分離板の上下面には連通する孔が存在しない。よって、高い油分離効果を得ることができる。
或いは、予めロータに油分離板をリベット固定する方式にて、油分離板とロータの間にスペーサを用いて連通を防止する方法をとった場合、部品点数の増加につながるばかりか、ガス流路の設置可能領域が狭められてしまい、油分離効果の低下を招くことになるが、本実施の形態ではロータを貫通する穴設置領域は自由度が高い利点がある。
Here, the superiority in the present embodiment will be described below in relation to the manufacturing method of this type of hermetic electric compressor.
FIG. 4a shows a step of inserting the
As a method for holding the oil separation plate, a method in which the
In this embodiment, after the step of inserting the
Alternatively, when a method of preventing the communication by using a spacer between the oil separation plate and the rotor in the method of rivet fixing the oil separation plate to the rotor in advance, not only will the number of parts increase, but also the gas flow path However, in this embodiment, the hole installation region penetrating the rotor has a high degree of freedom.
また、油分離板のもう一つの保持方法として知られている、C形クリップなどを使用して駆動軸に油分離板を保持する方式と比べ、本実施の形態では、油分離板は回転中心に一体に形成された円筒壁により直接駆動軸に締まり嵌めで固定されるので、容易に精度よく油分離板を装着でき、油分離性能を向上できる効果を有するとともに、部品点数が少なくすむ利点を有する。また、圧入することによりワンアクションで製造できる為、量産における組立自動化も容易であり、タクトタイムも短期化できる利点を有する。図7に、本実施の形態における油分離器の圧入工程を示す。 In addition, in this embodiment, the oil separation plate is the center of rotation compared to the method of holding the oil separation plate on the drive shaft using a C-shaped clip or the like, which is known as another method for holding the oil separation plate. Since the cylinder wall is integrally fixed to the drive shaft with an interference fit, the oil separation plate can be easily and accurately attached, and the oil separation performance can be improved, and the number of parts can be reduced. Have. Further, since it can be manufactured by one action by press-fitting, assembly automation in mass production is easy, and there is an advantage that the tact time can be shortened. FIG. 7 shows a press-fitting process of the oil separator in the present embodiment.
更に本実施の形態においては、以下の利点を同時に得られる効果を有する。
利点1:ロータに小形で高磁力である希土類磁石を使用しているため、ロータコアに面積の大きな貫通孔をあけてもロータコア内を通過する磁束を妨げられにくい為、ロータにおける鉄損の悪化が抑制され、モータ効率を高く保つことができる。また、ロータのガス流路による冷却効果が期待できる為、比較的低温で熱減磁する特性を持つ磁石を採用することが可能になり、材料コストの低減も可能である。
利点2:エアギャップ24と、巻線収容スロットの開口からステータの内周面にかけて形成される溝部25とで構成される第2のガス流路よりも、ステータ鉄心の切欠きで形成される第3のガス流路を小さくしたことで、ステータ鉄心の容積を大きくとることができ、ステータにおける鉄損を改善できる為、モータ効率を高く保つことができる。
利点3:本実施の形態ではガス流路として巻線収容スロット部の空隙には期待しておらず、空隙を極小にしても十分な油分離効果が期待できる。本実施の形態ではステータに分割コアによる集中巻方式を採用している為、一般的な集中巻方式と比べ、巻線収容スロットにおける空隙がより小さくなるまで巻線占積率を高めることができ、銅損の低下が図れるため、モータ効率を高く保つことができる。
Furthermore, the present embodiment has an effect that the following advantages can be obtained at the same time.
Advantage 1: Since a small-sized and high-magnetism rare earth magnet is used for the rotor, the magnetic flux passing through the rotor core is hardly obstructed even if a large-sized through hole is formed in the rotor core, so that the iron loss in the rotor is deteriorated. It is suppressed and the motor efficiency can be kept high. Further, since the cooling effect by the gas flow path of the rotor can be expected, it is possible to employ a magnet having the characteristic of demagnetizing at a relatively low temperature, and the material cost can be reduced.
Advantage 2: The second gas flow path formed by the notch of the stator iron core rather than the second gas flow path constituted by the
Advantage 3: In this embodiment, the gas passage is not expected to have a gap in the winding accommodating slot, and a sufficient oil separation effect can be expected even if the gap is minimized. In this embodiment, since the concentrated winding method using the split core is adopted for the stator, the winding space factor can be increased until the gap in the winding accommodating slot becomes smaller compared to the general concentrated winding method. Since the copper loss can be reduced, the motor efficiency can be kept high.
なお、以上の説明においてはシリンダを1つのみ有するシングルロータリ圧縮機を想定して説明を加えてきたが、複数のシリンダにて圧縮を行なうツインロータリや、スクロール圧縮機など圧縮機構のメカニズムが異なる場合にも、圧縮機構から密閉容器内へ吐出ガスが放出され、モータを隔てた位置にある吐出口から冷媒を送り出す構成が同じであれば、本発明が有効であることはいうまでもない。
また、前記油分離板7において、図9に示すように円板部7aの外周近傍を外向きになるに従って徐々に下方に下げるように形成してもよい。この場合、ロ−タの回転に伴う遠心力によって円板部の外周近傍に飛ばされた冷媒ガスは流れを妨げられることなく下方に向かうので、油が巻き上げられる度合いが減少し、冷媒と油との分離がさらに効率よく行われる。
また、以上の説明では、直流モータを例に挙げたが、これに限らないことはいうまでもない。例えば誘導モータでもよい。
In the above description, the description has been made assuming a single rotary compressor having only one cylinder, but the mechanism of the compression mechanism such as a twin rotary that performs compression with a plurality of cylinders or a scroll compressor is different. In this case, it goes without saying that the present invention is effective as long as the configuration is such that the discharge gas is discharged from the compression mechanism into the sealed container and the refrigerant is sent out from the discharge port located at a position separated from the motor.
Further, in the
In the above description, the DC motor is taken as an example, but it is needless to say that the present invention is not limited to this. For example, an induction motor may be used.
また、CO2冷媒を使用する冷凍サイクル装置において本実施の形態の圧縮機を採用する場合特に大きな効果を有するため、以下に説明を加える。CO2冷媒は、HFC冷媒と比較し自然冷媒である点や地球温暖化係数が低いという長所がある反面、動作圧力が高いため、圧縮機密閉容器をはじめとする冷凍サイクル構成機器には高い耐圧水準が求められ、容器の肉厚の増加などにより材料コストの増加や製品の重量増加が避けられないという短所があった。本実施の形態の圧縮機では、圧縮機モータのガス流路と油分離板の構成を最適にした為、圧縮機モータのガス流路面積を必要最小限に留めることができる。従って圧縮に必要な出力を確保する為の圧縮機モータの外径も必要最小限にすることができる。容器内半径r、容器肉厚tと耐圧限界Prの関係は、一般的に(2)式にて表現できる為、密閉容器の内径を小型化できることにより、小さい肉厚で耐圧水準を確保できるようになる。
Pr=σB(t/r) σBは定数 (式2)
また、容器内半径rと容器肉厚t、容器質量mの関係を図6に示す。図の通り、耐圧水準を同等とした場合、容器内半径を縮小することで、容器質量は2次関数的に削減される。本実施の形態は、特にCO2を初めとした高圧冷媒を用いたサイクル装置の使用材料削減に、有効である。
Moreover, since it has a particularly large effect when employing the compressor of the embodiment in a refrigeration cycle apparatus using the CO 2 refrigerant, adding explained below. CO 2 refrigerant has the advantage that it is a natural refrigerant and has a low global warming potential compared to HFC refrigerant, but it has a high operating pressure, so it has high pressure resistance for refrigeration cycle components such as compressor sealed containers. However, there is a disadvantage that an increase in material cost and an increase in product weight are inevitable due to an increase in the thickness of the container. In the compressor according to the present embodiment, the gas passage area of the compressor motor and the oil separator plate are optimized, so that the gas passage area of the compressor motor can be kept to a minimum. Therefore, the outer diameter of the compressor motor for securing the output necessary for compression can be minimized. Since the relationship between the inner radius r, the container thickness t, and the pressure limit Pr can be generally expressed by the equation (2), the inner diameter of the sealed container can be reduced, so that the pressure resistance level can be secured with a small thickness. become.
Pr = σ B (t / r) σ B is a constant (Formula 2)
Moreover, the relationship between the container inner radius r, the container thickness t, and the container mass m is shown in FIG. As shown in the figure, when the pressure level is made equal, the container mass is reduced by a quadratic function by reducing the inner radius of the container. This embodiment is particularly effective for reducing the material used in the cycle apparatus using a high-pressure refrigerant such as CO 2 .
1 密閉容器、2 直流モータ、2aステータ、2bロータ、3 圧縮機構部、4 潤滑油、5 吐出管、5a吐出口、6 駆動軸、7 油分離板、7a 円板部、7b 円筒部、7c 中抜き穴、8 吸入マフラ、9 吸入管、10 クランクシャフト、11 シリンダ、12 上軸受、13 下軸受、14 ローリングピストン、15 ロータコア、16 上端板、17 下端板、18 永久磁石、19 リベット、20 貫通孔、21 鉄心、21a ティース部、21b 可動部、21c 切欠き、22 巻線、23 絶縁体、24 エアギャップ、25 溝部、26 保持治具、27 案内治具。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
この密閉容器内に設けられたステータ及びこのステータの内側に配されたロータからなるモータと、
前記密閉容器内の前記モータより下方に設けられ前記ロータに嵌挿される駆動軸により駆動される圧縮機構部と、
この圧縮機構部を潤滑する潤滑油を前記密閉容器底部に封入し、少なくとも前記モータのロータには上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなるガス流路を形成し、前記ガス流路部の上端から所定の間隔を隔てて保持され前記ロータと共に回転する略円板形状の油分離板と、を具備してなる密閉電動圧縮機において、
前記油分離板は、円板部と、この円板部に対して直角に立設され、中抜き穴を回転中心部に形成した円筒壁と、を具備し、前記円筒壁の内側は前記駆動軸が締まり嵌めにて嵌挿され保持され、
前記モータには、前記ロータの上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなる総断面積A1 なる第1のガス流路と、
ロータ外周面とステータ内周面との間に確保されるエアギャップとステータにおける巻線収容スロットの開口からステータの内周面にかけて形成される溝部からなる総断面積A2 なる第2のガス流路と、
前記ステータの巻線よりも外周側で密閉容器内壁より内側に形成され前記モータの上下両端を軸方向に連通する複数の貫通孔からなり、前記A1 、A2 のいずれよりも小である総断面積A3 なる第3のガス流路とを形成した
ことを特徴とする密閉電動圧縮機。 A sealed container having a discharge port above a predetermined position;
A motor comprising a stator provided in the hermetic container and a rotor disposed inside the stator;
A compression mechanism that is provided below the motor in the sealed container and is driven by a drive shaft that is fitted into the rotor;
Lubricating oil that lubricates the compression mechanism is sealed in the bottom of the hermetic container, and at least the rotor of the motor is formed with a gas flow path including a plurality of through-holes communicating in the axial direction at both upper and lower ends. A substantially disk-shaped oil separation plate that is held at a predetermined interval from the upper end of the part and rotates together with the rotor, and a hermetic electric compressor comprising:
The oil separation plate includes a disc portion and a cylindrical wall that is erected at a right angle to the disc portion and has a hollow hole formed in a rotation center portion, and the inside of the cylindrical wall is the drive The shaft is inserted and held with an interference fit,
The motor includes a first gas flow path having a total cross-sectional area A 1 including a plurality of through-holes communicating with the upper and lower ends of the rotor in the axial direction;
A second gas flow having a total cross-sectional area A 2 composed of an air gap secured between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the stator and a groove portion formed from the opening of the coil receiving slot in the stator to the inner peripheral surface of the stator. Road,
The motor comprises a plurality of through-holes formed on the outer peripheral side of the stator winding and on the inner side of the inner wall of the airtight container and communicating the upper and lower ends of the motor in the axial direction, and is smaller than both A 1 and A 2 hermetic electric compressor, characterized in that the formation of the third gas flow path including the cross-sectional area a 3.
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