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JP2005264784A - Reciprocating refrigerant compressor and refrigeration system - Google Patents

Reciprocating refrigerant compressor and refrigeration system Download PDF

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JP2005264784A
JP2005264784A JP2004076247A JP2004076247A JP2005264784A JP 2005264784 A JP2005264784 A JP 2005264784A JP 2004076247 A JP2004076247 A JP 2004076247A JP 2004076247 A JP2004076247 A JP 2004076247A JP 2005264784 A JP2005264784 A JP 2005264784A
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JP
Japan
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compression
refrigerant compressor
reciprocating
compressor according
reciprocating refrigerant
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004076247A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Cynthia Masatoshi Ishida
シンシア 真淑 石田
Ko Inagaki
耕 稲垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2004076247A priority Critical patent/JP2005264784A/en
Publication of JP2005264784A publication Critical patent/JP2005264784A/en
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Abstract

【課題】インバータ制御において、特に低い運転回転数での、回転体の回転慣性力の低下における圧縮負荷による脱調停止やピストンの往復動による振動を低減し、振動に起因する冷凍装置の配管の疲労破壊を防止する。
【解決手段】主軸部109に対し相互に反対方向に偏心して連設された偏心部110と、並列に配置した圧縮室119a,119b内で往復運動する一対のピストン114a,114bを各々連結手段115a,115bで結合したことにより、クランクシャフト108の一回転中において、ピストン114a,114bが交互に圧縮作用を行うので、圧縮要素106における冷媒ガス圧縮時に伴う負荷トルクの最大値を抑えることで圧縮機の脱調停止を防止できるとともに、ピストン114a,114bの往復運動により発生する振動を相殺し大幅に低減することができる。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To reduce vibration caused by a step-out stop due to a compression load and a reciprocating motion of a piston in a decrease in rotational inertia force of a rotating body, particularly at a low operating rotational speed, in an inverter control. Prevent fatigue failure.
A connecting means 115a includes an eccentric part 110 that is eccentrically connected in a direction opposite to a main shaft part 109 and a pair of pistons 114a and 114b that reciprocate in compression chambers 119a and 119b arranged in parallel. , 115b, the pistons 114a, 114b alternately perform compression during one rotation of the crankshaft 108. Therefore, the compressor can be reduced by suppressing the maximum load torque associated with refrigerant gas compression in the compression element 106. Can be prevented, and vibrations generated by the reciprocating motion of the pistons 114a and 114b can be offset and greatly reduced.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、主に家庭用の電気冷凍冷蔵庫などに使用されるインバータ制御方式の往復動式冷媒圧縮機に関するものである。   The present invention relates to an inverter-controlled reciprocating refrigerant compressor used mainly for household electric refrigerator-freezers and the like.

近年、地球環境に対する要求はますます強まってきており、冷蔵庫やその他の冷凍サイクル装置等においても、消費電力量の低減が強く要望されている。特に、インバータ駆動回路により運転回転数を可変速する方式の往復動式冷媒圧縮機においては、低速運転を行うことで消費電力量を低減することが可能な反面、低速運転時での高効率化および低振動化が課題となっている。   In recent years, the demand for the global environment has been increasing, and there is a strong demand for reduction of power consumption in refrigerators and other refrigeration cycle apparatuses. In particular, in a reciprocating refrigerant compressor that uses an inverter drive circuit to change the operating speed, the power consumption can be reduced by operating at a low speed, while at the same time increasing the efficiency at a low speed. In addition, low vibration is a problem.

従来、この種の往復動式冷媒圧縮機としては、低速運転時において安定した効率を得るために潤滑油を安定して供給する改善をしたものがある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as this type of reciprocating refrigerant compressor, there has been an improvement in which lubricating oil is stably supplied in order to obtain stable efficiency during low-speed operation (see, for example, Patent Document 1).

以下、図面を参照しながら上記従来の往復動式冷媒圧縮機を説明する。   The conventional reciprocating refrigerant compressor will be described below with reference to the drawings.

図7は、特許文献1に記載された従来の往復動式冷媒圧縮機の縦断面図を示したものである。   FIG. 7 shows a longitudinal sectional view of a conventional reciprocating refrigerant compressor described in Patent Document 1. As shown in FIG.

図7において、密閉容器1の底部には潤滑油2を貯留している。電動要素3は固定子4および回転子5から構成され、圧縮要素6を駆動する。また、電動要素3は、インバータ駆動回路(図示せず)によって回転し、固定子4に突極集中巻の巻線を採用することで大幅にコイルエンドを減少させ、回転子5には磁石材を鉄心内に配置して小型で高効率を実現している。さらに、圧縮要素6は密閉容器1の下部に固定されたサスペンションスプリング7により弾性的に支持されている。   In FIG. 7, lubricating oil 2 is stored at the bottom of the sealed container 1. The electric element 3 includes a stator 4 and a rotor 5, and drives the compression element 6. The electric element 3 is rotated by an inverter drive circuit (not shown), and the coil 4 is greatly reduced by adopting a salient pole concentrated winding for the stator 4. Is placed in the iron core to achieve small size and high efficiency. Further, the compression element 6 is elastically supported by a suspension spring 7 fixed to the lower part of the hermetic container 1.

次に圧縮要素6の詳細を以下に説明する。圧縮要素6は電動要素3の上方に配設されている。圧縮要素6のクランクシャフト8は主軸部9および偏心部10から構成されており、主軸部9はブロック11の軸受部12に回転自在に軸支されるとともに、回転子5が固定され、下端には潤滑油2に浸漬したオイルポンプ13が形成されている。偏心部10には、ピストン14と連結する連結手段15およびバランスウェイト16が固定されている。また、ピストン14はブロック11のシリンダ17に往復自在に挿入されており、シリンダ17とバルブプレート18とともに圧縮室19を形成する。連結手段15は偏心部10とピストン14を連結している。また、バルブプレート18はシリンダヘッド20によりサクションマフラー21とともに、ブロック11に固定されている。   Next, details of the compression element 6 will be described below. The compression element 6 is disposed above the electric element 3. The crankshaft 8 of the compression element 6 includes a main shaft portion 9 and an eccentric portion 10. The main shaft portion 9 is rotatably supported by a bearing portion 12 of a block 11, and the rotor 5 is fixed to the lower end. An oil pump 13 immersed in the lubricating oil 2 is formed. A connecting means 15 for connecting to the piston 14 and a balance weight 16 are fixed to the eccentric portion 10. The piston 14 is reciprocally inserted into the cylinder 17 of the block 11 and forms a compression chamber 19 together with the cylinder 17 and the valve plate 18. The connecting means 15 connects the eccentric portion 10 and the piston 14. The valve plate 18 is fixed to the block 11 together with the suction muffler 21 by the cylinder head 20.

以上のように構成された往復動式冷媒圧縮機について、以下にその動作を説明する。   The operation of the reciprocating refrigerant compressor configured as described above will be described below.

電動要素3に通電されると、固定子4に発生する磁界により、回転子5はクランクシャフト8を回転させる。主軸部9の回転により、偏心部10の偏心運動が連結手段15を介してピストン14に伝えられる。ピストン14はシリンダ17内で往復動し、密閉容器1外の既知の冷凍サイクル(図示せず)より戻った冷媒を密閉容器1内のサクションマフラー21を通して圧縮室19内へ導入し、連続して圧縮する。この圧縮運動の際に、ピストン14の往復運動による不平衡な振動やクランクシャフト8の偏心部10の偏心運動が発生するが、バランスウェイト16によって釣り合わされる。そして、圧縮された冷媒は、吐出管(図示せず)を経由して密閉容器1外の既知の冷凍サイクル(図示せず)へ送出される。また、クランクシャフト8の回転に伴い、オイルポンプ13は潤滑油2を吸引し、クランクシャフト8内を上方へと導き、圧縮要素6の上へと噴射されて圧縮要素6の各摺動面を潤滑する。   When the electric element 3 is energized, the rotor 5 rotates the crankshaft 8 by the magnetic field generated in the stator 4. By the rotation of the main shaft portion 9, the eccentric motion of the eccentric portion 10 is transmitted to the piston 14 via the connecting means 15. The piston 14 reciprocates in the cylinder 17 and introduces the refrigerant returned from a known refrigeration cycle (not shown) outside the sealed container 1 into the compression chamber 19 through the suction muffler 21 in the sealed container 1. Compress. During this compression movement, unbalanced vibration due to the reciprocating movement of the piston 14 and eccentric movement of the eccentric portion 10 of the crankshaft 8 occur, but are balanced by the balance weight 16. Then, the compressed refrigerant is sent to a known refrigeration cycle (not shown) outside the sealed container 1 via a discharge pipe (not shown). Further, as the crankshaft 8 rotates, the oil pump 13 sucks the lubricating oil 2, guides the inside of the crankshaft 8 upward, and is injected onto the compression element 6 so that each sliding surface of the compression element 6 is moved. Lubricate.

インバータ駆動回路(図示せず)は、回転子5の回転を検出し、所定の回転数になるように出力を調整しながら、電動要素3を駆動する。通常、インバータ駆動回路の出力は一回転中で一定であるが、電動要素3が駆動する負荷トルクは一回転中で変動し、圧縮時に大きく、吸入時には小さくなる。この結果、回転子5の回転速度も一回転中で変化するが、商用周波数付近では回転子5やクランクシャフト8の回転慣性力が大きく、回転速度の絶対値に比べ変動量が小さいため、負荷トルクの変動が問題になることは少なかった。
特開2003−65236号公報
An inverter drive circuit (not shown) detects the rotation of the rotor 5 and drives the electric element 3 while adjusting the output so as to have a predetermined rotation speed. Normally, the output of the inverter drive circuit is constant during one revolution, but the load torque driven by the electric element 3 fluctuates during one revolution and is large during compression and small during suction. As a result, the rotational speed of the rotor 5 also changes during one rotation. However, since the rotational inertia force of the rotor 5 and the crankshaft 8 is large near the commercial frequency and the fluctuation amount is small compared to the absolute value of the rotational speed, the load Torque fluctuation was rarely a problem.
JP 2003-65236 A

しかしながら、上記従来の構成では、運転回転数が小さくなると、回転子5やクランクシャフト8の回転慣性力が小さくなる。そのため、回転子5の一回転中での回転速度の変動も大きくなる。また、ピストン14の往復運動により発生する振動をバランスウェイト16により完全に打ち消すことは不可能であるため、ピストン14の往復動による振動がサスペンションスプリング7から密閉容器1へ伝わりやすくなり、圧縮機の振動が大きくなるという課題がある。これらの現象は、20Hz以下といった非常に低い周波数では特に顕著となり、圧縮時に回転子5の回転速度が大幅に低下し、負荷を乗り切れずに電動要素3が脱調することで圧縮機が停止する可能性や、ピストン14の往復動による振動に伴い圧縮機や冷凍装置から発生する騒音が増加し、冷凍装置の配管を振動により疲労破壊してしまい、冷媒がリークしてしまうといった課題がある。これらの課題は、特に冷蔵庫の消費電力量を低減する手段として、20Hz以下といったより低い運転回転数を用い、広範囲の冷凍能力に対応する圧縮機を実現するための障壁となっていた。   However, in the above-described conventional configuration, the rotational inertia force of the rotor 5 and the crankshaft 8 decreases as the operating rotational speed decreases. For this reason, the fluctuation of the rotation speed during one rotation of the rotor 5 also increases. Further, since it is impossible to completely cancel the vibration generated by the reciprocating motion of the piston 14 by the balance weight 16, the vibration due to the reciprocating motion of the piston 14 is easily transmitted from the suspension spring 7 to the hermetic container 1, and the compressor There is a problem that vibration increases. These phenomena are particularly noticeable at a very low frequency of 20 Hz or less, the rotational speed of the rotor 5 is greatly reduced during compression, and the compressor stops when the electric element 3 steps out without overcoming the load. There is a problem that noise generated from the compressor and the refrigeration apparatus increases due to the possibility and vibration due to the reciprocating movement of the piston 14, and the piping of the refrigeration apparatus is fatigued and destroyed due to vibration, causing the refrigerant to leak. These problems have been a barrier for realizing a compressor that can cope with a wide range of refrigeration capacities using a lower operation speed such as 20 Hz or lower as a means for reducing the power consumption of the refrigerator.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、運転回転数を広範囲に設定した圧縮機の安定運転を実現するとともに、振動を低減し、信頼性の高い冷凍装置を実現することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to achieve stable operation of a compressor with a wide range of operation rotation speed, and to reduce vibration and to realize a highly reliable refrigeration apparatus. To do.

上記従来の課題を解決するために、本発明の往復動式冷媒圧縮機は、主軸部および前記主軸部に対し相互に反対方向に偏心して連設された偏心部を備えたクランクシャフトと、前記主軸部を回転自在に軸支する主軸受を有するとともに、前記固定子を支持する支持部と、一対の圧縮室を並列に配置して形成するシリンダ部とを備えたブロックと、前記圧縮室内で往復運動する一対のピストンと、前記偏心部と前記ピストンとを各々連結する一対の連結手段を備えたもので、電動要素の一回転において圧縮機構が2回交互に圧縮を行うことにより、冷媒ガスの吸入、圧縮および吐出の過程に伴う負荷トルクの最大値が抑えられることとなり、圧縮機の圧縮負荷を減らし、脱調停止しにくく、安定運転が可能となり、さらに、ピストンの往復動により発生する振動が相殺されることとなる。   In order to solve the above-described conventional problems, a reciprocating refrigerant compressor of the present invention includes a main shaft portion and a crankshaft provided with an eccentric portion that is eccentrically arranged in opposite directions with respect to the main shaft portion, and A block having a main bearing that rotatably supports the main shaft portion, a support portion that supports the stator, and a cylinder portion that is formed by arranging a pair of compression chambers in parallel; Refrigerant gas is provided with a pair of pistons that reciprocate and a pair of connecting means for connecting the eccentric portion and the piston, respectively, and the compression mechanism alternately compresses twice in one rotation of the electric element. The maximum value of the load torque that accompanies the intake, compression, and discharge processes of the compressor is reduced, reducing the compression load of the compressor, making it difficult to stop the step-out, enabling stable operation, and reciprocating movement of the piston. Ri vibration generated is to be canceled.

本発明の往復動式冷媒圧縮機は、クランクシャフトの回転に対して一対のピストンが並列して交互に圧縮作用を行うことにより、圧縮機の脱調停止を防止し、圧縮機の安定運転を可能とするとともに、圧縮機の振動を大幅に低減することができる。   In the reciprocating refrigerant compressor of the present invention, a pair of pistons alternately perform a compression action in parallel with the rotation of the crankshaft, thereby preventing the compressor from stepping out and ensuring stable operation of the compressor. In addition, the vibration of the compressor can be greatly reduced.

請求項1に記載の発明は、商用電源周波数未満の回転数を含む複数の運転周波数でインバータ駆動され、潤滑油と、固定子および回転子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを密閉容器内に収容し、前記圧縮要素は、主軸部および前記主軸部に対し相互に反対方向に偏心する偏心部を連設するとともに下端近傍に前記潤滑油を給油する給油装置を備えたクランクシャフトと、前記主軸部を回転自在に軸支する主軸受を有するとともに前記固定子を支持する支持部と、一対の圧縮室を並列に配置して形成するシリンダ部とを備えたブロックと、前記圧縮室内で往復運動する一対のピストンと、前記偏心部と前記ピストンとを各々連結する一対の連結手段とを備えたもので、クランクシャフトの回転に対して一対のピストンが交互に圧縮作用を行うことにより、冷媒ガスの吸入、圧縮および吐出の過程における負荷トルクの最大値が抑えられることとなり、圧縮機の圧縮負荷を減らし、脱調停止しにくく、安定運転を可能とすることができ、さらに、圧縮動作における往復運動に伴う振動を相殺し、振動を大幅に低減することができる。   The invention according to claim 1 is driven by an inverter at a plurality of operating frequencies including a rotational speed less than a commercial power supply frequency, and is driven by a lubricating oil, an electric element including a stator and a rotor, and a compression driven by the electric element. The compression element includes a main shaft portion and an eccentric portion that is eccentric to each other in the opposite direction with respect to the main shaft portion, and an oil supply device that supplies the lubricating oil in the vicinity of the lower end. A block having a crankshaft, a support portion that has a main bearing that rotatably supports the main shaft portion and supports the stator, and a cylinder portion that is formed by arranging a pair of compression chambers in parallel. A pair of pistons that reciprocate in the compression chamber, and a pair of connecting means for connecting the eccentric portion and the piston, respectively, and a pair of pistons with respect to rotation of the crankshaft. The tons alternately perform the compression action, which suppresses the maximum load torque during the refrigerant gas suction, compression, and discharge processes, reduces the compressor compression load, makes it difficult to stop step-out, and ensures stable operation. Furthermore, the vibration accompanying the reciprocating motion in the compression operation can be canceled and the vibration can be greatly reduced.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の往復動式冷媒圧縮機において、圧縮要素を電動要素の下に配設したもので、圧縮要素が圧縮機の潤滑油に近い下方に配置されることにより、圧縮機の上部まで潤滑油を給油する必要がなくなり、圧縮要素への給油が容易となり、圧縮要素の摺動面を容易に潤滑することができ、さらに、回転子の下方に給油通路を有することにより、電動要素の固定子に潤滑油がかかることがなくなり、巻線の劣化や電流のリークなどを軽減することができる。   A second aspect of the present invention is the reciprocating refrigerant compressor according to the first aspect of the present invention, wherein the compression element is disposed under the electric element, and the compression element is close to the lubricating oil of the compressor. Therefore, it is not necessary to supply lubricating oil to the upper part of the compressor, it becomes easy to supply oil to the compression element, the sliding surface of the compression element can be easily lubricated, and the rotor By having the oil supply passage below, the lubricating oil is not applied to the stator of the electric element, so that the deterioration of the winding, the leakage of current, and the like can be reduced.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明の往復動式冷媒圧縮機において、給油装置は一端が潤滑油中に浸漬した遠心ポンプであり、かつ圧縮機構が圧縮機の下方に配設してあるため、簡単で安価な構造でも圧縮機構の摺動面への給油を確実に行うことができる。   According to a third aspect of the present invention, in the reciprocating refrigerant compressor according to the second aspect of the present invention, the oil supply device is a centrifugal pump having one end immersed in lubricating oil, and the compression mechanism is located below the compressor. Because of the arrangement, it is possible to reliably supply oil to the sliding surface of the compression mechanism even with a simple and inexpensive structure.

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の往復動式冷媒圧縮機において、ブロックを別部品より成るシリンダ部および支持部を各々固定することにより構成したもので、シリンダ部へのピストンの挿入が容易となり、圧縮要素の組立てを容易にすることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the reciprocating refrigerant compressor according to any one of the first to third aspects of the present invention, the block is configured by fixing the cylinder portion and the support portion which are made of separate parts. Thus, the piston can be easily inserted into the cylinder portion, and the assembly of the compression element can be facilitated.

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の往復動式冷媒圧縮機において、連結手段のピストン側の連結部をボールジョイントにて形成したもので、ピストン側の連結部をボールジョイントにすることにより、シリンダ部の組付け精度が悪くてもボールジョイントは全ての方向に対して回転自在であるため、ピストンが圧縮室の内壁に対して傾いた状態になりこじることを防止することとなり、異常摩耗を低減することができる。   The invention according to claim 5 is the reciprocating refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the connecting portion on the piston side of the connecting means is formed by a ball joint, By using a ball joint for the piston-side coupling, the ball joint can rotate in all directions even if the cylinder assembly accuracy is poor, so the piston is tilted with respect to the inner wall of the compression chamber. Therefore, abnormal wear can be reduced.

請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか一項に記載の発明の往復動式冷媒圧縮機において、クランクシャフトは偏心部を挟んで主軸部と同軸上に形成された副軸部を備え、前記副軸部を軸支する副軸受を有する第二ブロックをブロックに固定したもので、主軸受および副軸受の両方でクランクシャフトを支えることにより、連結手段によりクランクシャフトに伝わった圧縮時の荷重を偏心部の両側で支持することでクランクシャフトのこじりを防止することとなり、異常摩耗を低減することができる。   The invention according to claim 6 is the reciprocating refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein the crankshaft is formed on the same axis as the main shaft portion with the eccentric portion interposed therebetween. A second block having a shaft portion and having a sub-bearing for pivotally supporting the sub-shaft portion is fixed to the block. By supporting the crankshaft by both the main bearing and the sub-bearing, it is transmitted to the crankshaft by the connecting means. By supporting the load during compression on both sides of the eccentric portion, the crankshaft is prevented from being twisted, and abnormal wear can be reduced.

請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか一項に記載の発明の往復動式冷媒圧縮機において、電動要素を形成する固定子に突極集中巻の巻線を採用し、回転子は希土類からなる磁石材を鉄心内に配置してなるもので、電動要素の小型化に伴って回転慣性力が小さくなり、電動要素への負担が増え、負荷トルクを乗り切れなくなる心配があるにもかかわらず、ピストンを一対設けているため、交互に圧縮作用を行うことで冷媒ガスの吸入、圧縮および吐出の過程における負荷トルクの最大値を低減し、安定した運転を得ることとなり、電動要素を小型化することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the reciprocating refrigerant compressor according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, a salient pole concentrated winding is used for the stator forming the electric element. The rotor is made of rare earth magnet material arranged in the iron core. As the electric element becomes smaller, the rotational inertia force becomes smaller, the load on the electric element increases, and the load torque may not be able to be overcome. Despite being provided with a pair of pistons, by alternately performing the compression action, the maximum value of the load torque in the process of refrigerant gas suction, compression and discharge is reduced, and stable operation is obtained. The electric element can be reduced in size.

請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれか一項に記載の発明の往復動式冷媒圧縮機において、圧縮する冷媒ガスをR600aとしたもので、冷媒の特性の違いによりR134a冷媒に比べて必要気筒容積が増えるが、ピストンを一対備えているため、1気筒あたりの気筒容積を小さくでき、冷媒の吸入および吐出がスムーズになることとなり、圧縮効率を向上することができる。   The invention according to claim 8 is the reciprocating refrigerant compressor of the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigerant gas to be compressed is R600a. Although the required cylinder volume is increased compared to the refrigerant, since a pair of pistons is provided, the cylinder volume per cylinder can be reduced, the refrigerant can be sucked and discharged smoothly, and the compression efficiency can be improved.

請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれか一項に記載の発明の往復動式冷媒圧縮機において、20r/sec以下の運転周波数を含むとしたもので、特に回転慣性力が小さくなり電動要素への負担が大きくなる超低速運転において、負荷トルクの最大値を低減することで、脱調停止の防止をすることができ、さらに、回転数を低くすることにより、圧縮機の入力を低減することとなり、省エネを実現することができる。   A ninth aspect of the present invention is the reciprocating refrigerant compressor according to any one of the first to eighth aspects, wherein the reciprocating refrigerant compressor includes an operating frequency of 20 r / sec or less, particularly a rotational inertial force. In ultra-low speed operation, which reduces the load on the electric elements and reduces the maximum value of the load torque, it is possible to prevent out-of-step stop, and further, by reducing the rotational speed, the compressor Energy input can be reduced and energy saving can be realized.

請求項10に記載の発明は、請求項1から9のいずれか一項に記載の発明の往復動式冷媒圧縮機において、最低回転数に対する最高回転数の比を3以上としたもので、冷却サイクルの負荷変動に対し適切な冷凍能力を得ることとなり、省エネを実現することができる。   A tenth aspect of the present invention is the reciprocating refrigerant compressor according to any one of the first to ninth aspects, wherein the ratio of the maximum rotational speed to the minimum rotational speed is 3 or more. An appropriate refrigeration capacity is obtained with respect to cycle load fluctuations, and energy saving can be realized.

請求項11に記載の発明は、請求項1から10のいずれか一項に記載の発明の往復動式冷媒圧縮機を圧縮機、凝縮器、膨張器、および蒸発器とを備えた冷凍装置に用いたもので、回転子の回転速度変動およびピストンの往復運動による振動を低減した圧縮機を用いることにより、圧縮機の振動に伴い発生する冷凍装置の騒音や配管の疲労破壊を低減することとなり、騒音が低く、信頼性の高い冷凍装置を得ることができる。   According to an eleventh aspect of the present invention, a reciprocating refrigerant compressor according to any one of the first to tenth aspects is used in a refrigeration apparatus including a compressor, a condenser, an expander, and an evaporator. By using a compressor with reduced rotor rotational speed fluctuation and vibration due to piston reciprocation, the noise of the refrigeration system and the fatigue failure of the piping caused by the compressor vibration can be reduced. A refrigeration apparatus with low noise and high reliability can be obtained.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における往復動式冷媒圧縮機の縦断面図である。図2は、図1のA−A断面図である。図3は本発明によるピストン変位を示す特性図である。図4は本発明による圧縮要素の圧力を示す特性図である。図5は本発明の圧縮室内の負荷トルクを示す特性図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a reciprocating refrigerant compressor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a characteristic diagram showing piston displacement according to the present invention. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the pressure of the compression element according to the present invention. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the load torque in the compression chamber of the present invention.

図1および図2において、密閉容器101内底部に潤滑油102を貯留するとともに、電動要素103と、これによって駆動される圧縮要素106を収容し、例えばR600aなどの温暖化係数の低い炭化水素系の冷媒を充填している。   1 and 2, the lubricating oil 102 is stored in the inner bottom portion of the sealed container 101, and the electric element 103 and the compression element 106 driven by the electric element 103 are accommodated. For example, a hydrocarbon system having a low warming coefficient such as R600a. The refrigerant is filled.

電動要素103は、ブロック111の上方に固定され、インバータ駆動回路(図示せず)とつながっている突極集中巻の巻線を採用した固定子104と、例えばネオジウム等の希土類からなる磁石材(図示せず)を鉄心内に配置し、主軸部109に固定された回転子105とから構成される。その結果、電動要素103は高効率化、小型化され、特に積厚が低くなっており、回転子105の回転慣性力は小さくなっている。   The electric element 103 is fixed above the block 111 and has a stator 104 employing salient pole concentrated windings connected to an inverter drive circuit (not shown), and a magnet material made of rare earth such as neodymium ( (Not shown) is arranged in the iron core, and is composed of a rotor 105 fixed to the main shaft portion 109. As a result, the electric element 103 is highly efficient and downsized, and particularly has a low thickness, and the rotational inertia force of the rotor 105 is small.

また、電動要素103は、インバータ駆動により、最低回転数が15r/secで、最高回転数を75r/secとすることで、最低回転数に対する最高回転数の比を5としたものであり、能力幅が広範囲な運転を行う。   Further, the electric element 103 is driven by an inverter and has a minimum rotation speed of 15 r / sec and a maximum rotation speed of 75 r / sec, thereby setting the ratio of the maximum rotation speed to the minimum rotation speed to 5, Operate in a wide range.

次に、圧縮要素106の詳細を以下に説明する。   Next, details of the compression element 106 will be described below.

ブロック111は電動要素103の下方に配設されており、支持部122に別部品より成るシリンダ部123を固定することにより構成されている。シリンダ部123は、略円筒形のシリンダ117a,117bを並列に配置して一対形成している。また、支持部122はクランクシャフト108の主軸部109を回転自在に軸支する主軸受112を形成するとともに、固定子104が上方に固定されている。   The block 111 is disposed below the electric element 103, and is configured by fixing a cylinder portion 123 made of a separate part to the support portion 122. The cylinder portion 123 is formed as a pair by arranging substantially cylindrical cylinders 117a and 117b in parallel. Further, the support portion 122 forms a main bearing 112 that rotatably supports the main shaft portion 109 of the crankshaft 108, and the stator 104 is fixed upward.

第二ブロック124は、密閉容器101下部に固定されたサスペンションスプリング107により弾性的に支持されており、クランクシャフト108の副軸部125を回転自在に軸支する副軸受126を形成するとともに、圧縮要素106の下方でブロック111に固定されている。   The second block 124 is elastically supported by a suspension spring 107 fixed to the lower portion of the hermetic container 101, and forms a sub-bearing 126 that rotatably supports the sub-shaft portion 125 of the crankshaft 108, and is compressed. Fixed to the block 111 below the element 106.

クランクシャフト108は、回転子105を圧入固定した主軸部109と、主軸部109に対し相互に反対方向に偏心して連設された偏心部110a,110bおよび、偏心部110a,110bを挟んで主軸部109と同軸上に形成された副軸部125から構成されている。主軸部109および副軸部125は、主軸受112および副軸受126を介して、ブロック111,第二ブロック124に回転自在に軸支されるとともに、主軸部109の上端には回転子105が固定される。また、クランクシャフト108の下端内部には主軸部109の軸心に対して傾いた給油装置127が潤滑油102中に開口するよう形成されており、さらに、主軸部109の軸心に対して、上に行くほど離れるように傾き、一端が給油装置127と連通し、他端が回転子105の下方に開口する給油通路128が形成されている。この給油通路128の途中にある開口部や上端の開口部より各軸受や偏心部110a,110bへ潤滑油102が搬送される。   The crankshaft 108 includes a main shaft portion 109 into which the rotor 105 is press-fitted and fixed, an eccentric portion 110a, 110b that is eccentrically connected to the main shaft portion 109 in opposite directions, and an eccentric portion 110a, 110b. 109 and a sub-shaft portion 125 formed on the same axis. The main shaft portion 109 and the sub shaft portion 125 are rotatably supported by the block 111 and the second block 124 via the main bearing 112 and the sub bearing 126, and the rotor 105 is fixed to the upper end of the main shaft portion 109. Is done. Further, an oil supply device 127 tilted with respect to the axis of the main shaft 109 is formed inside the lower end of the crankshaft 108 so as to open into the lubricating oil 102. Further, with respect to the axis of the main shaft 109, An oil supply passage 128 is formed so as to be farther away as it goes upward, with one end communicating with the oil supply device 127 and the other end opening below the rotor 105. The lubricating oil 102 is conveyed to the bearings and the eccentric parts 110a and 110b from the opening part in the middle of the oil supply passage 128 and the opening part at the upper end.

偏心部110a,110bは、ピストン114a,114b側の連結部がボールジョイントにて形成された一対の連結手段115a,115bにより、一対のピストン114a,114bと連結されている。   The eccentric portions 110a and 110b are connected to the pair of pistons 114a and 114b by a pair of connecting means 115a and 115b in which connecting portions on the pistons 114a and 114b side are formed by ball joints.

各ピストン114a,114bはブロック111のシリンダ部123の並列に配置した各シリンダ117a,117bにそれぞれ往復自在に挿入されており、並列に配置した一対のシリンダ117a,117bとバルブプレート118とともに並列に配置した一対の圧縮室119a,119bを形成する。また、バルブプレート118はシリンダヘッド120によりサクションマフラー121とともに、ブロック111のシリンダ部123に固定されている。   The pistons 114a and 114b are reciprocally inserted into the cylinders 117a and 117b arranged in parallel with the cylinder portion 123 of the block 111, and are arranged in parallel with a pair of cylinders 117a and 117b arranged in parallel with the valve plate 118. A pair of compression chambers 119a and 119b are formed. The valve plate 118 is fixed to the cylinder portion 123 of the block 111 together with the suction muffler 121 by the cylinder head 120.

以上のように構成された往復動式冷媒圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。   About the reciprocating refrigerant compressor comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

インバータ駆動回路より電動要素103に通電されると、固定子104に発生する磁界により回転子105はクランクシャフト108とともに回転する。主軸部109および副軸部125の回転に伴い、偏心部110a,110bは相互に反対方向に偏心回転し、この偏心運動は各連結手段115a,115bを介して往復運動に変換され、それぞれのピストン114a,114bを並列に配置したシリンダ117a,117b内で往復運動させることで密閉容器101内の冷媒ガスを圧縮室119a,119b内に吸入し、圧縮する所定の圧縮動作を交互に行う。   When the electric element 103 is energized from the inverter drive circuit, the rotor 105 rotates together with the crankshaft 108 by the magnetic field generated in the stator 104. As the main shaft portion 109 and the sub shaft portion 125 rotate, the eccentric portions 110a and 110b rotate eccentrically in opposite directions, and this eccentric motion is converted into reciprocating motion via the connecting means 115a and 115b. By reciprocating the cylinders 117a and 117b in which the cylinders 114a and 114b are arranged in parallel, the refrigerant gas in the sealed container 101 is sucked into the compression chambers 119a and 119b, and a predetermined compression operation is performed alternately.

この圧縮動作に伴う吸入行程において、密閉容器101内の冷媒ガスはサクションマフラー121を介して圧縮室119a,119b内に交互に吸入され、圧縮された後、吐出配管(図示せず)を経由して密閉容器101外の既知の冷凍サイクル(図示せず)へ送られる。   In the suction stroke accompanying this compression operation, the refrigerant gas in the sealed container 101 is alternately sucked into the compression chambers 119a and 119b via the suction muffler 121, compressed, and then passed through a discharge pipe (not shown). To a known refrigeration cycle (not shown) outside the sealed container 101.

また、給油装置127および給油通路128は主軸部109に対して上に行くほど離れるように傾いているので、密閉容器101内に貯留された潤滑油102は、クランクシャフト108の回転に伴い、遠心力により吸い上げられ、給油経路127を伝い、クランクシャフト108の各摺動部と、それぞれのピストン114a,114bと各圧縮室119a,119bの摺動部や各連結手段115a,115bの摺動部を潤滑する。   In addition, since the oil supply device 127 and the oil supply passage 128 are inclined so as to move upward with respect to the main shaft portion 109, the lubricating oil 102 stored in the sealed container 101 is centrifuged as the crankshaft 108 rotates. It is sucked up by the force and travels along the oil supply path 127 to move the sliding portions of the crankshaft 108, the sliding portions of the pistons 114a and 114b and the compression chambers 119a and 119b, and the sliding portions of the connecting means 115a and 115b. Lubricate.

ここで、本実施の形態では、偏心部110a,110bは相互に反対方向に偏心しているため、それぞれのピストン114a,114bは常に同じ速度で交互に往復動することとなる。そのため、それぞれのピストン114a,114bの往復運動により発生する振動は互いに打ち消しあい、圧縮機の振動を大幅に低減することができる。   Here, in the present embodiment, since the eccentric portions 110a and 110b are eccentric in opposite directions, the pistons 114a and 114b always reciprocate alternately at the same speed. Therefore, the vibrations generated by the reciprocating motions of the respective pistons 114a and 114b cancel each other, and the vibrations of the compressor can be greatly reduced.

さらに、本実施の形態では、圧縮要素106を電動要素103の下方に配設しており、圧縮機上方まで潤滑油102を給油する必要がなくなるため、圧縮要素106の摺動面への潤滑油102の給油が容易となる。また、本実施の形態では圧縮要素106が圧縮機の下方に配設してあるため、遠心ポンプを用いても圧縮要素106の摺動面への給油が十分行うことができ、構造が簡単で安価な給油機構を提供することができる。また、電動要素103が圧縮要素106の上方に配設してあるため、電動要素103の固定子104が潤滑油102に曝されることがなく、固定子104の巻線などの劣化や、電流のリークなどを著しく軽減することができる。   Further, in the present embodiment, the compression element 106 is disposed below the electric element 103, and it is not necessary to supply the lubricating oil 102 up to the upper part of the compressor. Oiling of 102 becomes easy. Further, in this embodiment, since the compression element 106 is disposed below the compressor, the sliding surface of the compression element 106 can be sufficiently lubricated even if a centrifugal pump is used, and the structure is simple. An inexpensive oil supply mechanism can be provided. In addition, since the electric element 103 is disposed above the compression element 106, the stator 104 of the electric element 103 is not exposed to the lubricating oil 102, so that the windings of the stator 104 are deteriorated, the current Leakage etc. can be remarkably reduced.

また、本実施の形態では、ブロック111は、支持部122およびシリンダ部123を固定することで構成されることにより、シリンダ部123への各ピストン114a,114bの挿入が容易となり、圧縮要素106の組立てが容易となる。   Further, in the present embodiment, the block 111 is configured by fixing the support portion 122 and the cylinder portion 123, thereby facilitating the insertion of the pistons 114a and 114b into the cylinder portion 123. Assembling is easy.

さらに、それぞれのピストン114a,114bをクランクシャフト108の偏心部110a,110bと繋ぐ各連結手段115a,115bのピストン114a,114b側の連結部をボールジョイントとすることにより、ブロック111の支持部122に対するシリンダ部123の組付け精度が悪くてもボールジョイントは全ての方向に対して回転自在であるため、ピストン114a,114bが圧縮室119a,119bの内壁に対して傾いた状態になりこじることを防止することができ、異常摩耗を低減することができる。   Further, by connecting the pistons 114a and 114b to the eccentric portions 110a and 110b of the crankshaft 108, the connecting portions on the pistons 114a and 114b side of the connecting means 115a and 115b are ball joints, thereby supporting the support portion 122 of the block 111. Since the ball joint is rotatable in all directions even when the assembly accuracy of the cylinder portion 123 is poor, the pistons 114a and 114b are prevented from being inclined with respect to the inner walls of the compression chambers 119a and 119b. It is possible to reduce abnormal wear.

また、ブロック111の主軸受112および、第二ブロック124の副軸受126の両方でクランクシャフト108を支えることにより、連結手段115a,115bによりクランクシャフト108に伝わった圧縮時の荷重を両側で支持することでこじりを防止することとなり、異常摩耗を低減することができる。   Further, by supporting the crankshaft 108 with both the main bearing 112 of the block 111 and the sub-bearing 126 of the second block 124, the compression load transmitted to the crankshaft 108 by the connecting means 115a and 115b is supported on both sides. This prevents twisting and can reduce abnormal wear.

次に、図3,図4および図5により、一連の圧縮機の動作における回転子105と負荷トルクによる回転子105の回転速度変動の軽減について説明する。   Next, with reference to FIGS. 3, 4, and 5, the reduction in the rotational speed fluctuation of the rotor 105 due to the rotor 105 and the load torque in a series of compressor operations will be described.

図3は、それぞれのピストン114a,114bの上死点からの変位を示している。圧縮室119aが上死点の時には、圧縮室119bは下死点となり、逆に圧縮室119aが下死点の時には圧縮室119bは上死点となるように、交互に圧縮を行っている。また、従来と同じ能力を得るために、圧縮室が2つあるので、1気筒と同じ気筒容積であれば、一つのピストンの加振力は大幅に減少する。   FIG. 3 shows displacements from the top dead center of the respective pistons 114a and 114b. When the compression chamber 119a is at the top dead center, the compression chamber 119b is at the bottom dead center, and conversely, when the compression chamber 119a is at the bottom dead center, the compression chamber 119b is at the top dead center. In addition, since there are two compression chambers in order to obtain the same ability as in the conventional case, if the cylinder volume is the same as one cylinder, the excitation force of one piston is greatly reduced.

従って、片方のピストン114aが上死点にある時もう片方のピストン114bは下死点にあるので、図4のように、従来と同じ圧力をそれぞれのピストン114a,114bで2回得ることができる。その結果、図5のように、インバータ駆動回路による運転回転数の変動によって発生するガス圧縮と慣性力に起因する負荷トルクの変動も2回発生することになるが、負荷トルクの最大値が従来の約半分に抑えられる。   Therefore, when one of the pistons 114a is at the top dead center, the other piston 114b is at the bottom dead center. Therefore, as shown in FIG. 4, the same pressure as in the prior art can be obtained twice by each of the pistons 114a and 114b. . As a result, as shown in FIG. 5, the load torque fluctuation caused by the gas compression and the inertial force caused by the fluctuation of the operation speed by the inverter drive circuit also occurs twice, but the maximum value of the load torque is the conventional value. About half of the

その結果、回転数が例えば15r/secといった超低回転運転において回転子105およびクランクシャフト108を含む回転の慣性力が極めて小さくなっているにもかかわらず、負荷変動が半減していることで負荷を乗り切り易くなっており、回転子105の回転速度の変動が小さくなっている。すなわち、電動要素103の小型化に伴って回転慣性力が小さくなり電動要素103への負担が大きくなるにもかかわらず、負荷トルクの最大値が低減しているために安定した運転を得ることができる。この結果、電動要素103が脱調しにくく、安定して回転することができ、回転ムラによる圧縮機の振動を低減することができる。   As a result, the load fluctuation is reduced by half even though the inertial force of rotation including the rotor 105 and the crankshaft 108 is extremely small in ultra-low speed operation such as 15 r / sec. And the fluctuation in the rotational speed of the rotor 105 is small. That is, although the rotational inertia force decreases as the electric element 103 becomes smaller and the load on the electric element 103 increases, the maximum value of the load torque is reduced, so that stable operation can be obtained. it can. As a result, the electric element 103 is difficult to step out and can rotate stably, and the vibration of the compressor due to uneven rotation can be reduced.

また15r/secといった超低回転運転においては、脱調までいたらないでも、固定子104の作る回転磁界に対する回転子105の遅れによって生ずる過電流を制御側が感知し停止命令を出すことによる圧縮機の停止が発生しやすかったが、こうした現象もほとんど起こらなくなった。そのため、超低速運転が可能になることで低入力運転が実現でき、高い省エネ効果が得られるとともに、本実施の形態では、低い方の回転数を15r/secまで下げることができたため、従来から実施でされていた75r/secとの回転数比は5と、極めて広くすることができる。   Further, in the ultra-low speed operation of 15 r / sec, the control side senses the overcurrent generated by the delay of the rotor 105 with respect to the rotating magnetic field created by the stator 104 even if the step-out is not reached, and issues a stop command. Although it was easy to stop, this phenomenon almost never happened. For this reason, low-speed operation can be realized by enabling ultra-low speed operation, and a high energy-saving effect can be obtained. In the present embodiment, the lower rotational speed can be reduced to 15 r / sec. The rotational speed ratio with 75 r / sec, which has been implemented, can be very wide as 5.

一方、近年の家庭用冷凍冷蔵庫は断熱性能が格段に向上しており、安定運転時と負荷投入時との必要冷凍能力の比が大きくなってきているが、往復動式冷媒圧縮機の冷凍能力はおおむね電動要素の回転数に比例するため、本実施の形態によればこうした必要冷凍能力の比の拡大に対応することができ、先に述べたように極めて高い省エネ効果が得られるものである。   On the other hand, recent refrigerator-freezers for home use have dramatically improved thermal insulation performance, and the ratio of required refrigeration capacity between stable operation and load application has increased. However, the refrigerating capacity of reciprocating refrigerant compressors has increased. Since it is generally proportional to the rotational speed of the electric element, according to the present embodiment, it is possible to cope with the increase in the ratio of the necessary refrigeration capacity, and as described above, an extremely high energy saving effect can be obtained. .

また、本実施の形態では、冷媒として環境負荷の低いR600aを用いているが、R600aはR134aといったHFC冷媒に対して単位流量あたりの冷凍能力が低く、気筒容積を相対的に大きくする必要があるが、本実施の形態によれば圧縮室119a,119b各々1気筒あたりの気筒容積を約半分にできるので、冷媒の吸入および吐出がスムーズになり、圧縮効率を向上することができるため、特にR600aに対して好適である。   In this embodiment, R600a having a low environmental load is used as the refrigerant. However, R600a has a lower refrigeration capacity per unit flow rate than an HFC refrigerant such as R134a, and the cylinder volume needs to be relatively large. However, according to the present embodiment, the cylinder volume per cylinder of each of the compression chambers 119a and 119b can be reduced to about half, so that the suction and discharge of the refrigerant can be made smooth and the compression efficiency can be improved. It is suitable for.

また、従来と同じ能力を得るために、圧縮室が2つあるので、1気筒と同じ気筒容積であれば、一つのピストンの加振力は大幅に減少し、さらに、ピストン114a,114bが常に同じ速度で交互に往復運動するため、ピストン114a,114bの往復運動に伴う振動は相殺されることとなり、単気筒で振動増加が著しいR600aを冷媒に用いても低振動の圧縮機を実現することができる。   In addition, since there are two compression chambers in order to obtain the same capacity as the conventional one, if the cylinder volume is the same as that of one cylinder, the excitation force of one piston is greatly reduced, and the pistons 114a and 114b are always Since the reciprocating motion is alternately performed at the same speed, the vibration accompanying the reciprocating motion of the pistons 114a and 114b is canceled out, and a low-vibration compressor can be realized even if R600a, which has a significant vibration increase in a single cylinder, is used as a refrigerant. Can do.

(実施の形態2)
図6は、本実施の形態2による冷凍装置の構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a configuration diagram of the refrigeration apparatus according to the second embodiment.

図6において、圧縮機150は、凝縮器151、乾燥器152、膨張器153、蒸発器154とそれぞれがロウ付けなどの溶接により、配管によって流体的に結合している。また、圧縮機150は本発明の実施の形態1に記載されたものである。   In FIG. 6, the compressor 150 is fluidly coupled to a condenser 151, a dryer 152, an expander 153, and an evaporator 154 by piping such as brazing. The compressor 150 is described in the first embodiment of the present invention.

以上のように構成された冷凍装置について、以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the refrigeration apparatus configured as described above will be described below.

圧縮機150は低圧、低温の冷媒蒸気を吸入し、圧縮して高圧、高温の蒸気にする。圧縮機150より吐出された高温、高圧の冷媒蒸気は凝縮器151に入り、空気により冷却され、高圧の冷媒液となる。その後、乾燥器152にて、冷凍装置内の水分などが除去され、膨張器153の狭い弁路の抵抗により高圧であった冷媒の圧力が低下し、低圧、低温の液冷媒となり、蒸発器154に入る。この低圧、低温の液冷媒は蒸発器154内を流れる間、周囲の熱を奪いながら蒸発し、低圧、低温の冷媒蒸気となり、圧縮機150の吸入管に吸込まれる。   The compressor 150 sucks low-pressure and low-temperature refrigerant vapor and compresses it into high-pressure and high-temperature vapor. The high-temperature and high-pressure refrigerant vapor discharged from the compressor 150 enters the condenser 151 and is cooled by air to become a high-pressure refrigerant liquid. Thereafter, the moisture in the refrigeration apparatus is removed by the dryer 152, and the pressure of the high-pressure refrigerant is reduced due to the resistance of the narrow valve path of the expander 153, and the low-pressure and low-temperature liquid refrigerant is formed. to go into. While the low-pressure and low-temperature liquid refrigerant flows through the evaporator 154, the low-temperature and low-temperature liquid refrigerant evaporates while taking ambient heat, and becomes low-pressure and low-temperature refrigerant vapor, which is sucked into the suction pipe of the compressor 150.

以上のような本実施の形態において、圧縮機150を本実施の形態1における圧縮機150としたので、圧縮機150の圧縮負荷および振動は低減されており、冷凍装置に対する加振力が小さくなるので、冷凍装置が圧縮機150と共振することにより発生する異常音を大幅に低減することができる。また、冷凍装置の構成要素は全てロウ付けなどの溶接により、配管によって結合されているが、このロウ付けされた部分に大きな振動による応力が繰り返しかかると疲労により亀裂が発生し、冷媒がリークする可能性もある。しかしながら、本実施の形態では圧縮機150の振動が低いため、冷凍装置の配管の疲労による亀裂の発生が抑えられ、折損が生じにくくなり、信頼性の高い冷凍装置を提供することができる。   In the present embodiment as described above, since the compressor 150 is the compressor 150 in the first embodiment, the compression load and vibration of the compressor 150 are reduced, and the excitation force to the refrigeration apparatus is reduced. Therefore, the abnormal noise generated when the refrigeration apparatus resonates with the compressor 150 can be greatly reduced. In addition, all the components of the refrigeration system are joined by piping by welding such as brazing, but if stress due to large vibrations is repeatedly applied to the brazed part, cracks occur due to fatigue and refrigerant leaks. There is a possibility. However, in the present embodiment, since the vibration of the compressor 150 is low, generation of cracks due to fatigue of the piping of the refrigeration apparatus is suppressed, breakage hardly occurs, and a highly reliable refrigeration apparatus can be provided.

以上のように、本発明にかかる往復動式冷媒圧縮機および冷凍装置は、圧縮機の圧縮負荷を減らし、脱調しない安定運転が可能となるとともに、ピストンにより発生する振動を大幅に低減できるので、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使用されるインバータ制御方式の往復動式圧縮機に広く適用できる。   As described above, the reciprocating refrigerant compressor and the refrigeration apparatus according to the present invention can reduce the compression load of the compressor, enable stable operation without stepping out, and greatly reduce vibration generated by the piston. The present invention can be widely applied not only to household electric refrigerator-freezers but also to inverter-controlled reciprocating compressors used in air conditioners, vending machines, other refrigeration devices, and the like.

本発明の実施の形態1における往復動式冷媒圧縮機の縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the reciprocating refrigerant compressor in Embodiment 1 of this invention 図1のA−A断面図AA sectional view of FIG. 本発明の往復動式冷媒圧縮機のピストン変位特性図Piston displacement characteristic diagram of the reciprocating refrigerant compressor of the present invention 本発明の往復動式冷媒圧縮機の圧縮室内の圧力特性図Pressure characteristic diagram in the compression chamber of the reciprocating refrigerant compressor of the present invention 本発明の往復動式冷媒圧縮機の圧縮要素の負荷トルク特性図Load torque characteristic diagram of compression element of reciprocating refrigerant compressor of the present invention 本発明の実施の形態2における冷凍装置の構成図The block diagram of the freezing apparatus in Embodiment 2 of this invention 従来の往復動式冷媒圧縮機の縦断面図A longitudinal sectional view of a conventional reciprocating refrigerant compressor

符号の説明Explanation of symbols

101 密閉容器
102 潤滑油
103 電動要素
104 固定子
105 回転子
106 圧縮要素
108 クランクシャフト
109 主軸部
110a,110b 偏心部
111 ブロック
112 主軸受
114a,114b ピストン
115a,115b 連結手段
119a,119b 圧縮室
122 支持部
123 シリンダ部
124 第二ブロック
125 副軸部
126 副軸受
127 給油装置
128 給油通路
150 圧縮機
151 凝縮器
153 膨張器
154 蒸発器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Airtight container 102 Lubricating oil 103 Electric element 104 Stator 105 Rotor 106 Compression element 108 Crankshaft 109 Main shaft part 110a, 110b Eccentric part 111 Block 112 Main bearing 114a, 114b Piston 115a, 115b Connection means 119a, 119b Compression chamber 122 Support Part 123 Cylinder part 124 Second block 125 Sub shaft part 126 Sub bearing 127 Oil supply device 128 Oil supply passage 150 Compressor 151 Condenser 153 Expander 154 Evaporator

Claims (11)

商用電源周波数未満の回転数を含む複数の運転周波数でインバータ駆動され、潤滑油と、固定子および回転子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを密閉容器内に収容し、前記圧縮要素は、主軸部および前記主軸部に対し相互に反対方向に偏心する偏心部を連設するとともに下端近傍に前記潤滑油を給油する給油装置を備えたクランクシャフトと、前記主軸部を回転自在に軸支する主軸受を有するとともに前記固定子を支持する支持部と、一対の圧縮室を並列に配置して形成するシリンダ部とを備えたブロックと、前記圧縮室内で往復運動する一対のピストンと、前記偏心部と前記ピストンとを各々連結する一対の連結手段とを備えた往復動式冷媒圧縮機。 Inverter-driven at a plurality of operating frequencies including a rotational speed lower than the commercial power supply frequency, and contains lubricating oil, an electric element composed of a stator and a rotor, and a compression element driven by the electric element in a sealed container. The compression element includes a main shaft portion and a crank shaft provided with an oil supply device for supplying the lubricating oil in the vicinity of a lower end of the main shaft portion and an eccentric portion eccentric to each other in the opposite direction to the main shaft portion, and the main shaft portion. A block having a main bearing rotatably supported and supporting the stator, a block having a cylinder portion formed by arranging a pair of compression chambers in parallel, and a pair reciprocating in the compression chamber And a pair of connecting means for connecting the eccentric part and the piston, respectively, a reciprocating refrigerant compressor. 圧縮要素は電動要素の下に配設されており、回転子の下方に給油通路を有する請求項1記載の往復動式冷媒圧縮機。 The reciprocating refrigerant compressor according to claim 1, wherein the compression element is disposed under the electric element and has an oil supply passage below the rotor. 給油装置は一端が潤滑油中に浸漬しており、遠心ポンプである請求項2に記載の往復動式冷媒圧縮機。 The reciprocating refrigerant compressor according to claim 2, wherein one end of the oil supply device is immersed in the lubricating oil and is a centrifugal pump. ブロックは別部品より成るシリンダ部および支持部を各々固定することにより構成された請求項1または2に記載の往復動式冷媒圧縮機。 The reciprocating refrigerant compressor according to claim 1 or 2, wherein the block is configured by fixing a cylinder portion and a support portion which are formed of separate parts. 連結手段のピストン側の連結部がボールジョイントにて形成された請求項1から4のいずれか一項に記載の往復動式冷媒圧縮機。 The reciprocating refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein a coupling portion on a piston side of the coupling means is formed by a ball joint. クランクシャフトは偏心部を挟んで主軸部と同軸上に形成された副軸部を備え、前記副軸部を軸支する副軸受を有する第二ブロックをブロックに固定した請求項1から5のいずれか一項に記載の往復動式冷媒圧縮機。 6. The crankshaft according to any one of claims 1 to 5, wherein the crankshaft is provided with a secondary shaft portion formed coaxially with the main shaft portion with an eccentric portion interposed therebetween, and a second block having a secondary bearing that pivotally supports the secondary shaft portion is fixed to the block. A reciprocating refrigerant compressor according to claim 1. 電動要素を形成する回転子は希土類からなる磁石材を鉄心内に配置してなる請求項1から6のいずれか一項に記載の往復動式冷媒圧縮機。 The reciprocating refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein the rotor forming the electric element has a magnet material made of rare earth disposed in the iron core. 圧縮する冷媒ガスがR600aである請求項1から7のいずれか一項に記載の往復動式冷媒圧縮機。 The reciprocating refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigerant gas to be compressed is R600a. 20r/sec以下の運転周波数を含む請求項1から8のいずれか一項に記載の往復動式冷媒圧縮機。 The reciprocating refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 8, comprising an operating frequency of 20r / sec or less. 最低回転数に対する最高回転数の比が3以上である請求項1から9のいずれか一項に記載の往復動式冷媒圧縮機。 The reciprocating refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 9, wherein a ratio of the maximum rotational speed to the minimum rotational speed is 3 or more. 圧縮機、凝縮器、膨張器、および蒸発器とを備え、前記圧縮機に請求項1から10のいずれか一項に記載の往復動式冷媒圧縮機を用いた冷凍装置。 A refrigerating apparatus comprising a compressor, a condenser, an expander, and an evaporator, wherein the reciprocating refrigerant compressor according to claim 1 is used as the compressor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111120260A (en) * 2019-12-18 2020-05-08 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 Machining method of double-support frame, double-support frame and piston compressor

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