JPH07317685A - 密閉形圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】密閉形ロータリ圧縮機の信頼性、および性能の
向上を目的とし、特に圧縮機の温度低減手段としてのラ
ジエータ構造を改善することにより、振動、騒音におい
ても高性能な圧縮機を提供するものである。 【構成】圧縮要素より吐出ガスを直接圧縮機外部に導く
吐出配管および同吐出配管と前記熱交換器内の配管の中
間部、またはこの熱交換器を通過した吐出ガスを再度密
閉容器内に戻す配管の一部に流通するバイパス流路を介
設し、同バイパス流路中に差圧制御弁を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調装置、冷蔵庫、冷
凍機などの冷凍サイクルに用いる密閉形圧縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について図５ないし図６を参
照して説明する。

【０００３】図５は、従来の密閉形ロータリ圧縮機の縦
断面図、図６は、従来のラジエータ構造を用いた密閉形
ロータリ圧縮機の縦断面図である。各図では、同一部に
同一符号を用いている。

【０００４】図５に示す密閉形ロータリ圧縮機は、密閉
容器１内に、電動機部と該電動機部にクランク軸４を介
して連結する圧縮機構部とが収納され、密閉容器１の底
部に冷凍機油１０が貯溜されて圧縮機本体（以下単に圧
縮機という）を構成している。このロータリ圧縮機にお
いて、冷凍あるいは空調サイクルの動作流体である冷媒
ガスは、低圧状態で吸込配管５により圧縮要素２に直接
吸込まれ、同圧縮要素２内にて高圧高温のガスとなり、
一旦密閉容器１内に吐出された後に、吐出配管６より再
びサイクル内に導出される。従来、比較的出力の小さい
密閉形ロータリ圧縮機においては、この密閉容器１内に
吐出された冷媒ガスにより電動要素の温度を低減すると
いう冷却方法が用いられていた。

【０００５】しかしながら、前記冷却方法では冷却効果
に限界があり、比較的出力の大きい密閉形ロータリ圧縮
機を使用する場合には、ファン（図示せず）等により、
強制的に外部から冷却する方式や、図６に示す如く、す
なわち実公昭６３−８２０８２号公報に示されるよう
に、冷凍空調機器の熱交換機（凝縮器）の一部に圧縮機
の圧縮要素２の吐出配管７を直接接続する方式が考えら
れる。

【０００６】この場合、圧縮要素２から吐出された高温
高圧の冷媒ガスは、吐出配管７より一旦圧縮機外部の熱
交換器８に設けられた配管内を通過し、周囲の空気と熱
交換を行なって温度を低減させた後に戻り配管９を経て
圧縮機の密閉容器１内に戻り、電動要素３の温度を低下
させ、再び同密閉容器１に設けられた吐出配管６より冷
凍サイクル内に導出する、いわゆるラジエータ方式が採
用されている。

【０００７】しかしながら、本方式においては、高温高
圧の冷媒ガスを圧縮要素２から直接吐出配管７より熱交
換器８へ吐出するため、圧縮機の過負荷運転時などの吐
出圧力が高くなる場合において、熱交換器８の流入抵抗
が増大し、吐出配管７内の圧力と同熱交換器８内の配管
中の圧力差により圧力脈動を発生し、ベーンやピストン
の異常動作等を誘発し、騒音、振動が大きくなるという
問題点や、差圧により圧縮要素２より同圧縮要素２内に
吐出ガスが漏れ込み、圧縮機摺動部の給油経路を阻害
し、圧縮機の信頼性を低下させるという問題点がある。
また、熱交換器８の放熱容量が一定であるため、圧縮機
の過負荷運転時等に熱交換器８の放熱容量を越え、熱交
換しきれない場合や、電動要素３の温度が低い場合にも
冷媒ガスにより、圧縮要素２および電動要素３を過度に
冷却し、圧縮機起動時の運転特性が悪くなるという問題
点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の密閉形圧縮
機において、圧縮機の冷却手段にラジエータ構造を用い
る場合、圧縮機の過負荷運転時等にラジエータ構造中の
入口側と出口側の圧力差により圧縮機の信頼性が低下
し、また、圧力差により発生する圧力脈動が圧縮機の振
動および騒音を増加するという問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の問題点を
解消するための第１の発明の構成は、電動要素と、同電
動要素によって駆動され圧縮作用を行うロータリ、レシ
プロ、およびスクロール方式等の圧縮要素を有する密閉
形圧縮機と、吐出ガスを圧縮要素内より圧縮機外へ直接
導き出す配管および同配管に接続される吐出ガスの冷却
を行なう熱交換器、さらに熱交換器を通過した冷媒ガス
を再度密閉容器内に戻すラジエータ構造が圧縮機近傍に
冷凍サイクルの配管系を有する圧縮機において、圧縮要
素から直接吐出ガスを圧縮機外部に導きだす吐出配管と
前記熱交換器内の配管の中間部、または同熱交換器を通
過した冷媒ガスを再度密閉容器内に戻す配管の一部に流
通するバイパス流路を介設し、同バイパス流路中に差圧
制御弁を有し、ラジエータ構造中の入口側と出口側の圧
力差により開閉動作し、吐出ガスの流量を調節させ、同
ラジエータ構造内の配管と吐出配管の間の圧力差を減衰
させるものである。

【００１０】上記従来技術の問題点を解消するための第
２の発明の構成は、前記構造の密閉型圧縮機において、
圧縮要素から直接吐出ガスを圧縮機外部に導きだす吐出
配管と前記熱交換器内の配管の中間部、または同熱交換
器を通過した冷媒ガスを再度密閉容器内に戻す配管の一
部に流通するバイパス流路を介設し、同バイパス流路中
に温度制御弁を有し、同温度制御弁をコイル温度の変化
により開閉動作し、吐出ガスの流量を調整させることに
より、熱交換器の放熱量を常時最適値に設定するもので
ある。

【００１１】上記従来技術の問題点を解消するための第
３の発明の構成は、前記構造の密閉型圧縮機において、
圧縮要素から直接吐出ガスを圧縮機外部に導きだす吐出
配管と前記熱交換器内の配管の中間部、または同熱交換
器を通過した冷媒ガスを再度密閉容器内に戻す配管の一
部に流通するバイパス流路を介設し、同バイパス流路中
に差圧制御弁を有し、圧力差の変化により開閉動作し、
吐出ガスの流量を調整させることにより、ラジエータ構
造中の入口側と出口側の圧力差により吐出ガスの流量を
調節させ、同ラジエータ構造内の配管と吐出配管の間の
圧力差を減衰させ、更に熱交換器の冷却用ファンを有
し、同ファンを密閉容器外の電動要素近傍に配した温度
センサにてコイル温度の変化を検知し、ファンのＯＮ・
ＯＦＦを制御部にて制御させることにより、熱交換器の
放熱量を常時最適値に設定するものである。

【００１２】

【作用】上記第１の発明の技術手段によれば、圧縮機の
過負荷運転時などの吐出圧力が高い場合において、圧縮
要素から吐出された高圧の冷媒ガスを差圧制御弁によ
り、熱交換器とバイパス流路に振り分けることが可能と
なり、ラジエータ構造内の配管と吐出配管の間の圧力差
を減衰させることにより、圧力脈動を低減してラジエー
タ構造による振動および騒音を低減させ、かつ圧縮機の
信頼性を向上させるものである。

【００１３】上記第２の発明の技術手段によれば、圧縮
機の過負荷運転時などのコイル温度が高い場合におい
て、圧縮要素から吐出された高温の冷媒ガスを差圧制御
弁により、熱交換器とバイパス流路に振り分けることが
可能となり、圧縮機の運転に適切な放熱量を確保し圧縮
機起動時の運転特性、性能および信頼性を向上させるも
のである。

【００１４】上記第３の発明の技術手段によれば、圧縮
機の過負荷運転時などの吐出圧力、およびコイル温度が
高い場合において、圧縮要素から吐出された高温高圧の
冷媒ガスを差圧制御弁により、熱交換器とバイパス流路
に振り分けることが可能となり、ラジエータ構造内の配
管と吐出配管の間の圧力差を減衰させ、かつ熱交換器の
冷却用ファンを制御することにより、圧縮機の運転に適
切な放熱量を確保することが可能となり、圧縮機の信頼
性，および性能を更に向上させるものである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の各実施例を密閉形ロータリ圧
縮機を例にとり、図１〜図６を用いて説明する。

【００１６】実施例１ 図１は、本発明の一実施例に係る密閉形ロータリ圧縮機
の縦断面図である。図中、図５、６と同一符号のものは
従来技術と同等部を示す。

【００１７】図１に示す密閉形ロータリ圧縮機は、密閉
容器１内に、電動機部２と同電動機部にクランク軸４を
介して連結する圧縮要素２とが収納され、同密閉容器１
の底部に冷凍機油１０が貯溜され圧縮機本体（以下単に
圧縮機という）を構成している。

【００１８】圧縮要素２より冷媒ガスを圧縮機外部に直
接導く吐出配管７には、熱交換器８が接続し、同熱交換
器８内を通過した配管は、圧縮機戻り配管９として密閉
容器１に接続されており、ラジエータ構造を構成してい
るが、前記吐出配管７と前記熱交換器８内の配管の中間
部に流通するバイパス流路２１を介設し、同バイパス流
路２１中に差圧の制御弁２０を設けている。

【００１９】この構造を用いると、差圧の制御弁２０の
熱交換器８側と吐出配管７側の間の圧力差が設定値未満
の場合においては、同差圧の制御弁２０によりバイパス
流路２１側は開口せずに吐出ガスは前記熱交換器８へ流
通するが、設定値以上の圧力差が生じた場合において
は、同バイパス流路２１側が開口し、吐出ガスを同バイ
パス流路２１側と同熱交換器８側と振り分けることによ
り、密閉容器１内の圧縮要素２への圧力負荷を軽減さ
せ、信頼性を向上させることが可能である。

【００２０】図２は上記実施例１における圧縮機過負荷
運転時の差圧の制御弁２０による圧力差低減効果を示す
ものである。図２は、横軸に時間、縦軸に圧力差、差圧
の制御弁２０の開閉動作をとり、従来の場合を△Ｐおよ
び実線、差圧の制御弁２０を使用した場合を△Ｐ’およ
び破線で示している。図２に示す如く、従来の場合に比
べ差圧制御弁を用いた場合には、圧力差が設定値周辺に
落ち着くという良好な特性が得られる。

【００２１】実施例２ 上記実施例１と同様の構造を用いているが、前記吐出配
管と前記熱交換器８内の配管の中間部に流通するバイパ
ス流路２１を介設し、同バイパス流路２１中に温度の制
御弁２０を設けている。

【００２２】この構造を用いると、前記温度の制御弁２
０を密閉容器１外の電動要素３近傍に配した温度センサ
３２によりコイル温度の変化に応じて制御し、開閉動作
させることにより、吐出ガスを熱交換器８側とバイパス
流路２１側に振り分け、熱交換器８の放熱量を常時最適
値に設定するもので、例えば、コイル温度が設定値以上
の場合には、吐出ガスを熱交換器８側へ導き、冷却効率
を向上させ圧縮機への熱負荷を低減させ、また、コイル
温度が設定値未満の場合には、吐出ガスをバイパス流路
２１側へ導き、電動要素３および圧縮要素２で冷媒ガス
が冷されないようにして圧縮機起動時の運転特性、およ
び性能を向上させることが可能である。

【００２３】図３は上記実施例２における圧縮機過負荷
運転時の温度制御弁２０によるコイル温度の低減効果を
示すものである。図３は、横軸に時間、縦軸にコイル温
度、温度の制御弁２０の開閉動作をとり、従来の場合を
Ｔ₁および実線、温度制御弁を使用した場合をＴ₂および
破線で示している。図３に示す如く、従来の場合に比べ
温度制御弁を用いた場合には、コイル温度が設定値周辺
に落ち着くという良好な特性が得られる。

【００２４】実施例３ 図４は、本発明の他の実施例で、流体の制御弁２０はこ
のラジエータ構造中の同吐出配管７と同熱交換器８の間
に位置し、これよりバイパス流路２１を介し熱交換器８
より吐出ガスを再度密閉容器１内に戻す戻り配管９の一
部に接続されており、かつ熱交換器８近傍に同熱交換器
８冷却用のファン３０を有している。この構造を用いる
と、流体の制御弁２０の熱交換器８側と吐出配管７側の
間に圧力差が無い場合は流体の制御弁２０によりバイパ
ス流路２１は開口せずに吐出ガスは熱交換器８へ流通す
るが、流体の制御弁２０前後に圧力差が生じた場合には
圧力差の値に応じて流体の制御弁２０のバイパス流路２
１側が開口し、吐出ガスを熱交換器８とバイパス流路２
１に効果的に導き、密閉容器１内の圧縮要素２への圧力
負荷を軽減させ、更に熱交換器８の冷却用としてファン
３０を有し、同ファン３０を密閉容器１外の電動要素３
近傍に配した温度センサ３２により、吐出ガスの温度変
化にてファンのＯＮ・ＯＦＦを制御部３１にて制御し、
熱交換器８の放熱量を常時最適値に設定するもので、圧
縮機の熱的負荷を低減するものである。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、過負荷運転時など冷媒ガスが高温高圧の場合にお
いても、圧縮機への熱および圧力的負荷を最大限に低減
し、更に信頼性および性能の高い圧縮機を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を適用した密閉形ロータリ圧
縮機の縦断面図である。

【図２】圧縮機運転状態での流体制御弁の圧力差低減効
果を示す図である。

【図３】圧縮機運転状態での流体制御弁の吐出ガス温度
低減効果を示す図である。

【図４】他の実施例を適用した密閉形ロータリ圧縮機の
縦断面図である。

【図５】従来の密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図であ
る。

【図６】従来のラジエータ構造を用いた密閉形ロータリ
圧縮機の縦断面図である。

【符号の説明】

１…密閉容器、 ２…圧縮要素、 ３…電動要素、 ４…クランク軸、 ５…吸込配管、 ６…吐出配管、 ７…吐出配管、 ８…熱交換器、 ９…戻り配管、 １０…冷凍機油、 ２０…制御弁、 ２１…バイパス流路、 ３０…ファン、 ３１…制御部、 ３２…温度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦田 誠 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所リビング機器事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内に電動要素と、この電動要素に
   よって駆動され圧縮作用を行うロータリ、レシプロ、お
   よびスクロール方式等の圧縮要素を有し、冷凍機油を封
   入した密閉形圧縮機と、吐出ガスを圧縮要素内より圧縮
   機外へ直接導き出す配管および同配管に接続される吐出
   ガスの冷却を行なう熱交換器、さらにこの熱交換器を通
   過した吐出ガスを再度圧縮機密閉容器内に戻すラジエー
   タ構造を有している密閉形圧縮機において、圧縮要素か
   ら直接吐出ガスを圧縮機外部に導き出す吐出配管と前記
   熱交換器内の配管の中間部、またはこの熱交換器を通過
   した吐出ガスを再度密閉容器内に戻す配管の一部に流通
   するバイパス流路を介設し、同バイパス流路中に差圧制
   御弁を有し、ラジエータ構造中の入口と出口側の圧力差
   により開閉動作し、吐出ガスの流量を調整させることを
   特徴とした密閉形圧縮機。
2. 【請求項２】請求項１において、圧縮要素から直接吐出
   ガスを圧縮機外部に導き出す吐出配管と前記熱交換器内
   の配管の中間部、またはこの熱交換器を通過した吐出ガ
   スを再度密閉容器内に戻す配管の一部に流通するバイパ
   ス流路を介設し、同バイパス流路中に温度制御弁を設
   け、同温度制御弁を密閉容器外の電動要素近傍に配し
   た、温度センサによりコイル温度の変化を検知し、て温
   度制御弁を開閉動作させ、吐出ガスの流量を調整させる
   ことを特徴とした密閉形圧縮機。
3. 【請求項３】請求項１において、圧縮要素から直接吐出
   ガスを圧縮機外部に導き出す吐出配管と前記熱交換器内
   の配管の中間部、またはこの熱交換器を通過した冷媒ガ
   スを再度密閉容器内に戻す配管の一部に流通するバイパ
   ス流路を介設し、同バイパス流路中に差圧制御弁を有
   し、ラジエータ構造中の入口側と出口側の圧力差により
   開閉動作し、吐出ガスの流量を調整させ、更に熱交換器
   の冷却用ファンを有し、同ファンを密閉容器外の圧縮要
   素近傍に配した温度センサにより、コイル温度の変化を
   検知し、ファンのＯＮ・ＯＦＦを制御させることを特徴
   とした密閉形圧縮機。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項記載の密閉形
   圧縮機を搭載したことを特徴とした冷凍冷蔵装置。
5. 【請求項５】請求項１〜３のいずれか１項記載の密閉形
   圧縮機を搭載したことを特徴とした空調装置。