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発明の名称 冷媒圧縮機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−16671(P2007−16671A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−198325(P2005−198325)
出願日 平成17年7月7日(2005.7.7)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 太田 年彦
要約 課題
密閉容器内に配設した防振壁でオイル中を伝播する給油管の共振を遮蔽し騒音レベルの低い冷媒圧縮機を提供すること。

解決手段
密閉容器101の内側底部に給油管118と所定の距離を置いて給油管118を囲う防振壁125を設け、防振壁125は、給油管118の内径より小さい連通孔128を防振壁125下部に有し、防振壁125の上端129はオイル102の表面より上方に延出したもので、給油管118の共振がオイル102に伝わっても防振壁125により密閉容器101に伝わることを防止できるので騒音レベルの低い冷媒圧縮機を提供することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
電動モータと、前記電動モータの下方に配設され前記電動モータによって駆動される圧縮要素と、前記電動モータと前記圧縮要素とを収容するとともにオイルを貯留する密閉容器とを備え、前記圧縮要素は主軸部および偏心部を備えたクランクシャフトと、シリンダおよび軸受けを形成したシリンダブロックと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンと前記偏心部とを連結するコンロッドと、前記偏心部に固着され一端が前記オイルに浸漬された給油管を備えるとともに、前記給油管と所定の距離を置いて前記給油管を囲う防振壁を前記密閉容器の内側底部に配設した冷媒圧縮機。
【請求項2】
防振壁の上端をオイルの表面より上方に延出するとともに給油管の内径より小径の連通孔を前記防振壁に穿設した請求項1に記載の冷媒圧縮機。
【請求項3】
防振壁は制振部材にて形成した請求項1または2に記載の冷媒圧縮機。
【請求項4】
給油管は鋼管から形成され略くの字形状をなすとともに、防振壁の内壁を回転体の形状とした請求項1から3のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
【請求項5】
圧縮する冷媒をハイドロカーボンとし、オイルを鉱油またはアルキルベンゼンとした請求項1から4のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は冷凍冷蔵装置等に用いられる冷媒圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の冷媒圧縮機としては、油中に浸漬した給油管を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷媒圧縮機を説明する。
【0004】
図4は、特許文献1に記載された従来の冷媒圧縮機の縦断面図を示すもの、図5は、特許文献1に記載された従来の冷媒圧縮機の要部拡大断面図を示すものである。
【0005】
図4から図5において、密閉容器1にオイル2を収納するとともに電動モータ3およびこれによって駆動される圧縮要素4が電動モータ3の下方に収容される。
【0006】
圧縮要素4はシリンダ5と軸受け6を有するシリンダブロック7と、偏心部8と主軸部9を有し主軸部9を軸受け6に軸支したクランクシャフト10とを備えている。クランクシャフト10の偏心部8はシリンダ5内部に往復自在に挿入されたピストン11にコンロッド12を介して連結している。また、シリンダ5の開口端を封止し反シリンダ5側に吐出弁装置13を有するバルブプレート14と、バルブプレート14に設けた吸入弁装置15に一端を連通し消音空間16を介して他端を密閉容器1に開口するサクションマフラー17を備えている。
【0007】
クランクシャフト10の偏心部8の下端には一端が偏心部8に圧入固定され他端をオイル2に浸漬した給油管18を備えている。給油管18は鋼管よりなりオイル2に浸漬された端部を主軸部9の回転中心に位置するよう略くの字型に折り曲げ成型されている。
【0008】
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。
【0009】
電動モータ3によってクランクシャフト10の回転がコンロッド12に伝わりピストン11が往復運動することで外部冷却回路(図示せず)から流れてきた冷媒は、一旦密閉容器1内に開放されてからサクションマフラー17内に吸入され、吸入弁装置15を通ってシリンダ5内に間欠的に吸入される。シリンダ5内に吸入された冷媒は、ピストン11で圧縮され、バルブプレート14の吐出弁装置13を押し開くことで再び外部冷却回路(図示せず)へと吐出される。
【0010】
また、電動モータ3によって回転駆動されるクランクシャフト10の偏心部8下端に設けた給油管18の遠心力により密閉容器1内のオイル2は給油管18に吸い上げられ圧縮要素4の各摺動部へ供給される。
【特許文献1】特開平11−303740号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、上記従来の構成では、
圧縮要素4が冷媒を圧縮する際において、クランクシャフト10の偏心部8が圧縮時にコンロッド12より受ける大きな断続荷重によって加振されたわみ変形を繰り返すが、この偏心部8の振動が給油管18に伝わることで給油管18を加振することで給油管18からは共振音が発生する。
【0012】
さらに、略くの字型に折り曲げ成型された給油管18がオイル2中で回転するため、給油管18がオイル2を攪拌し、オイル2は密閉容器1内で回転するが、回転したオイル2は密閉容器1内で冷媒圧縮機の構成要素に衝突し流れが乱れるのできれいな渦ができない。そういった常態下でオイル2内部に溶け込んだ冷媒が発泡を続ける。そしてその気泡が、オイル2乱れに伴って給油管18に衝突することで給油管が加振され共振音が発生する。こういった現象は、特にハイドロカーボンなどオイル2への溶け込み量が多い冷媒において顕著である。
【0013】
こういった給油管18が共振することで発せられる振動はオイル2を介して密閉容器1に伝わり、密閉容器1から外部へ騒音となって放散され、冷媒圧縮機の騒音が高くなってしまうという課題を有していた。
【0014】
本発明は上記課題を解決するもので、給油管18の共振による振動を密閉容器1に伝えにくくすることで騒音の低い冷媒圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記従来の課題を解決するために本発明の冷媒圧縮機は、給油管と所定の距離を置いて給油管を囲う防振壁を密閉容器の内側底部に配設したもので、密閉容器に伝わる給油管の共振音を防振壁によって遮断するという作用を有する。
【発明の効果】
【0016】
本発明の冷媒圧縮機は、密閉容器に伝わる給油管の共振音を防振壁によって遮断するので騒音の低い冷媒圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
請求項1に記載の発明は、電動モータと、前記電動モータの下方に配設され前記電動モータによって駆動される圧縮要素と、前記電動モータと前記圧縮要素とを収容するとともにオイルを貯留する密閉容器とを備え、前記圧縮要素は主軸部および偏心部を備えたクランクシャフトと、シリンダおよび軸受けを形成したシリンダブロックと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、前記ピストンと前記偏心部とを連結するコンロッドと、前記偏心部に固着され一端が前記オイルに浸漬された給油管を備えるとともに、前記給油管と所定の距離を置いて前記給油管を囲う防振壁を前記密閉容器の内側底部に配設したもので、密閉容器に伝わる給油管18の共振音を防振壁によって遮断するので騒音の低い冷媒圧縮機を提供することができる。
【0018】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、防振壁の上端をオイルの表面より上方に延出するとともに給油管の内径より小径の連通孔を前記防振壁に穿設したもので、給油管により供給する圧縮要素の各摺動部へのオイルを防振壁に穿設した連通孔で防振壁の内側へ導くことで確保しつつ給油管からの共振音を防振壁によってオイルの表面まで遮断するのでさらに騒音の低い冷媒圧縮機を提供することができる。
【0019】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明に加えて、防振壁は制振部材にて形成したもので、給油管からの共振音が制振部材に吸収されより効果的に遮断することができ、請求項1または請求項2に記載の効果に加えてさらに騒音レベルの低い冷媒圧縮機を提供できる。
【0020】
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明に加えて、給油管は鋼管から形成され略くの字形状をなすとともに、防振壁の内壁を回転体の形状としたもので、生産性および信頼性が高い給油管を用いながら給油管周辺のオイルがきれいな渦を作り、オイル中の冷媒の気泡が給油管の先端に向かってスムーズに吸い込まれるので気泡の衝突による給油管の共振音が現象し、請求項1から3に記載の効果に加えてさらに騒音レベルの低い冷媒圧縮機を提供できる。
【0021】
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の発明に加えて、圧縮する冷媒をハイドロカーボンとし、オイルを鉱油またはアルキルベンゼンとしたもので、気泡が多く発生するにもかかわらず、騒音レベルの低い冷媒圧縮機を提供することができる。
【0022】
以下、本発明による冷媒圧縮機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この発明が限定されるものではない。
【0023】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による冷媒圧縮機の縦断面図、図2は、同実施の形態の冷媒圧縮機の要部拡大断面図、図3は、同実施の形態の冷媒圧縮機の平面断面図である。
【0024】
図1から図3において、密閉容器101は底部に鉱油からなるオイル102を貯溜するとともに、内部はR600a等のハイドロカーボンからなる冷媒103で満たされている。また密閉容器101は固定子104と回転子105とからなる電動モータ106及びこれによって駆動される圧縮要素107を電動モータ106の下方に収容している。
【0025】
次に圧縮要素107の構成について説明する。
【0026】
クランクシャフト110は電動モータ106の回転子105に挿入固定される主軸部109と、偏心部108を備えている。シリンダブロック114はクランクシャフト110の主軸部109を回転自在に軸支する軸受け111と、ピストン115が挿入され圧縮室112を形成するシリンダ113を備えるとともに、固定子104を支持している。クランクシャフト110の偏心部108とピストン115はコンロッド116で連結されている。
【0027】
偏心部108の下端には一端が偏心部108の下端に圧入固定され他端がオイル102中であり主軸部109の回転軸上に位置し、機械構造用炭素鋼鋼管等の鋼管を折り曲げ部117で略くの字に折曲形成した給油管118を設けている。さらに、給油管118が圧入された送油孔119は圧縮要素107の各摺動部へ連通している。
【0028】
次に密閉容器101の構成について説明する。
【0029】
密閉容器101は、熱間圧延軟鋼板等を絞り成型した下側容器120と上側容器121とからなり、下側容器120と上側容器121はそれぞれ電気溶接にて接合部122で接合されている。下側容器120には外部冷却回路(図示しない)と連結される吐出管123と吸入管124を備えている。
【0030】
また下側容器120には略カップ状をなし、内側底部に給油管118と所定の距離を置いて給油管118を囲うポリブチレンテレフタレート樹脂等から形成された防振壁125を設けてある。
【0031】
防振壁125は、底部を貫通し下側容器120に電気溶接等で取り付けられた固定ボルト126と固定ボルト126に螺着される固定ナット127により下側容器120の底面とで狭持されている。また、防振壁125の内面は主軸部109の回転軸心を中心に滑らかな回転体の形状をしているとともに、給油管118の内径より小さい連通孔128を防振壁125下部に穿設している。防振壁125の上端129はオイル102の表面より上方に延出しており、さらに給油管118の折り曲げ部117より上方まで延出している。
【0032】
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【0033】
電動モータ106が通電されると回転子105がクランクシャフト110を回転させ、コンロッド116を介してピストン115がシリンダ113内で往復動することで、外部冷却回路(図示せず)から流れてきた冷媒103は、吸入管124を通って圧縮室112へと流入する。圧縮室112内へ流入した冷媒103は、その後シリンダ113内を往復運動するピストン115によって圧縮され、吐出管123より再び外部冷却回路(図示せず)へと吐出される。
【0034】
給油管118はクランクシャフト110とともに回転することとなるが、給油管118の一端は偏心部108のほぼ中心に圧入固定され、他端がオイル102中に浸漬された状態で主軸部109の回転軸上に位置していることから、回転による遠心力が給油管118内でオイル102に働き、この遠心力がポンプ力となり防振壁125の内側のオイル102は送油孔119を介して圧縮要素107の各摺動部に供給される。
【0035】
また、防振壁125内部のオイル102の油面高さが低下しても防振壁125に穿設した連通孔128を介して防振壁125外部のオイル102が連続供給されることとなるので圧縮要素107の各摺動部に供給されるオイル102が途切れることはない。
【0036】
ここで、ピストン115に掛かる圧縮負荷によってクランクシャフト110の偏心部108は断続的に荷重を受けてたわみ変形を繰り返すが、この偏心部108のたわみが振動となって給油管118を加振することで給油管18からは共振が発生する。
【0037】
しかしながら密閉容器101に伝わる給油管118の共振を防振壁125によって遮断することができるので給油管から下側容器120に伝わる振動は減衰され、密閉容器101から外に放射される騒音を低く抑えることができる。ここで防振壁125は制振効果の高いポリブチレンテレフタレート樹脂等から形成されているため、高い減衰が得られ、密閉容器101から外に放射される騒音を極めて低く抑えることができる。
【0038】
また、防振壁125の上端129はオイル102の表面より上方に延出しており、さらに給油管118の折り曲げ部117より上方まで延出しているので、防振壁125内のオイル102は密閉容器101内のオイル102とは連通孔128のみで繋がっている。そして連通孔128は防振壁125内での給油不足が生じない程度に給油管118の内径より小さい孔径としているので連通孔128を介して伝わる給油管118の振動は僅かであり、その結果極めて効果的に給油管の共振を防振壁125によって遮断することができる。
【0039】
次に、給油管118に冷媒103の気泡が当たる状態について説明する。
【0040】
冷媒圧縮機の運転開始とともに密閉容器101内が減圧されるので停止中にオイル102中に溶け込んでいた冷媒103が発泡する。このとき発生する冷媒103の気泡が給油管118の回転に伴いオイル102とともに渦状の経路を描いて給油管118の先端にオイル102とともに吸い寄せられる。
【0041】
この際、給油管118の周りのオイル102が乱れた状態で給油管118の先端にオイル102とともに吸い寄せられると給油管118の内外周にこれら気泡が衝突し、給油管118を大きく加振してしまう。
【0042】
しかしながら本実施の形態においては防振壁125の内壁が主軸部109の回転軸を中心とした滑らかな回転体の形状となっており内部への突起等がないから、給油管118の回転に伴って防振壁125内部のオイル102は乱れることなく静かなすり鉢状をなして回転することになる。その結果、オイル102中の冷媒103の気泡は給油管118の先端に向かってスムーズに円を描きながら近づくこととなり、その結果給油管118の内外側面に衝突する機会が激減し、気泡がスムーズに給油管118内に吸い込まれるので、給油管118の共振を激減することができる。
【0043】
また、ハイドロカーボン等の冷媒103においては鉱油等のオイル102との相溶性が高く、冷媒圧縮機の停止時にオイル102に溶け込んだ冷媒103が冷媒圧縮機の起動初期に急激に発泡する現象が起こることがある。またこういった急激な発泡が終了した後でもオイル102中の冷媒は冷媒圧縮機の運転中に多少の発泡を継続的に引き起こす。
【0044】
本実施の形態ではこのような発泡を引き起こしやすい冷媒103とオイル102を組み合わせているが、気泡と給油管118との衝突で給油管118の共振が頻繁に発生しても、ポリブチレンテレフタレート樹脂等から形成された制振効果の高い防振壁125がオイル102中を伝播するオイル102の振動を効率よく制振し、防振壁125の外側へ伝達することが激減するので、密閉容器101の共振による騒音レベルが低減でき静かな冷媒圧縮機を提供することができる。
【0045】
よって機械構造用炭素鋼鋼管等の鋼管を折り曲げ部117で略くの字に折曲形成しただけの生産性の高い給油管118を使用しながら極めて低い騒音の圧縮機を実現できる。
【0046】
次に給油管118の激しい攪拌によってオイル102が表面より跳ね飛ばされ、油滴が飛散する場合について説明する。
【0047】
冷媒圧縮機の運転時に給油管118がオイル102中で回転する際、給油管118の外表面に付着したオイル102にも遠心力が働き、場合によってはオイル102表面より跳ね飛ばされ分離した油滴が発生する。油滴は通常給油管118の外周方向に飛散して密閉容器101や圧縮要素107に衝突することで騒音源となる。
【0048】
しかしながら本実施の形態における冷媒圧縮機は、防振壁125の上端129が給油管118の折り曲げ部117より高い位置まで延出しているので、給油管118によって跳ね飛ばされた油滴は防振壁125内壁により捕捉され、油滴が飛散しても密閉容器101や圧縮要素107に衝突することを防ぐことができるので、こういった衝突音の少ない静かな冷媒圧縮機を提供することができる。
【0049】
なお、本実施の形態では防音壁125はポリブチレンテレフタレート樹脂等の樹脂から形成されているが、材質として制振鋼板やニトリルブタジエンゴム等のゴム材を採用しても同様の制振効果が得られることは言うまでもない。さらに、防音壁125の材質に安価で成形性の高い冷間圧延鋼板を採用した場合においても相当の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
以上のように、本発明にかかる冷媒圧縮機は、静穏特性への要求が高い家庭用冷凍冷蔵庫に留まらずホテルや医療分野での冷凍冷蔵機器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の実施の形態1における冷媒圧縮機の縦断面図
【図2】本発明の実施の形態1における冷媒圧縮機の要部拡大断面図
【図3】本発明の実施の形態1における冷媒圧縮機の平面断面図
【図4】従来の冷媒圧縮機の縦断面図
【図5】従来の冷媒圧縮機の要部拡大断面図
【符号の説明】
【0052】
101 密閉容器
102 オイル
106 電動モータ
107 圧縮要素
108 偏心部
109 主軸部
110 クランクシャフト
111 軸受け
113 シリンダ
114 シリンダブロック
115 ピストン
116 コンロッド
118 給油管
125 防振壁
128 連通孔
129 上端




 

 


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