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技術 密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置

出願人 東芝キヤリア株式会社
発明者 藤田忍渡辺哲永
出願日 2015年7月24日 (6年6ヶ月経過) 出願番号 2015-146756
公開日 2017年2月2日 (5年0ヶ月経過) 公開番号 2017-025837
状態 特許登録済
技術分野 圧縮機の細部 不可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械
主要キーワード 部材一式 算術平均うねり 込みパイプ 鉄鋼材 測定曲線 静電吹付 溶接加工 低圧側配管
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年2月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

密閉容器を錆から確実に保護するとともに、密閉容器の放熱性を十分に確保できる密閉型圧縮機を提供する。

解決手段

実施形態の密閉型圧縮機10は、冷媒圧縮する圧縮機構部23と、圧縮機構部23を収納した密閉容器30と、を備えている。密閉容器30は、底部33と、底部33とは反対側の蓋部34と、底部33及び蓋部34を繋ぐ胴部35と、を備えている。底部33、蓋部34及び胴部35は、粉体塗装によって形成された塗膜32b,32c,32aをそれぞれ有している。胴部35の塗膜32aは、算術平均うねりが0.3μm以上である。

概要

背景

密閉容器よりもアキュムレータ塗膜を厚くした密閉型圧縮機が提案されている。

密閉型圧縮機では、アキュムレータだけでなく密閉容器の塗膜も厚くして耐食性を向上させることが望ましい。しかしながら、密閉容器の内部には電動機部等の発熱部品収納されているので、塗膜を厚くすると密閉容器の放熱性が低下してしまう。

概要

密閉容器を錆から確実に保護するとともに、密閉容器の放熱性を十分に確保できる密閉型圧縮機を提供する。実施形態の密閉型圧縮機10は、冷媒圧縮する圧縮機構部23と、圧縮機構部23を収納した密閉容器30と、を備えている。密閉容器30は、底部33と、底部33とは反対側の蓋部34と、底部33及び蓋部34を繋ぐ胴部35と、を備えている。底部33、蓋部34及び胴部35は、粉体塗装によって形成された塗膜32b,32c,32aをそれぞれ有している。胴部35の塗膜32aは、算術平均うねりが0.3μm以上である。

目的

この発明の目的は、密閉容器を錆から確実に保護するとともに、密閉容器の放熱性を十分に確保できる密閉型圧縮機を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

冷媒圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を収納した密閉容器と、を備えた密閉型圧縮機であって、前記密閉容器は、底部と、該底部とは反対側の蓋部と、該底部及び該蓋部を繋ぐ胴部と、を備え、前記底部、前記蓋部及び前記胴部は、粉体塗装によって形成された塗膜をそれぞれ有し、前記胴部の塗膜は、算術平均うねりが0.3μm以上であることを特徴とする密閉型圧縮機。

請求項2

前記密閉容器は、局部的に厚さを変化させた塗膜を有していることを特徴とする請求項1に記載の密閉型圧縮機。

請求項3

前記底部及び前記蓋部の少なくともいずれか一方は、前記胴部よりも厚い塗膜を有していることを特徴とする請求項2に記載の密閉型圧縮機。

請求項4

前記密閉容器は、溶接加工によって形成された溶接部をさらに備え、前記溶接部は、前記胴部よりも厚い塗膜を有していることを特徴とする請求項2に記載の密閉型圧縮機。

請求項5

請求項1乃至4のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機と、前記密閉型圧縮機に接続された放熱器と、前記放熱器に接続された膨張装置と、前記膨張装置及び前記密閉型圧縮機の間に接続された蒸発器と、を備えた冷凍サイクル装置

技術分野

0001

本発明の実施形態は、密閉型圧縮機及び該密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関する。

背景技術

0002

密閉容器よりもアキュムレータ塗膜を厚くした密閉型圧縮機が提案されている。

0003

密閉型圧縮機では、アキュムレータだけでなく密閉容器の塗膜も厚くして耐食性を向上させることが望ましい。しかしながら、密閉容器の内部には電動機部等の発熱部品収納されているので、塗膜を厚くすると密閉容器の放熱性が低下してしまう。

先行技術

0004

特開2011−236749号公報

発明が解決しようとする課題

0005

この発明の目的は、密閉容器を錆から確実に保護するとともに、密閉容器の放熱性を十分に確保できる密閉型圧縮機を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

実施形態の密閉型圧縮機は、冷媒圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を収納した密閉容器と、を備えている。密閉容器は、底部と、底部とは反対側の蓋部と、底部及び蓋部を繋ぐ胴部と、を備えている。底部、蓋部及び胴部は、粉体塗装によって形成された塗膜をそれぞれ有している。胴部の塗膜は、算術平均うねりが0.3μm以上である。

図面の簡単な説明

0007

一実施形態の冷凍サイクル装置を示す概略構成図である。
図1に示された密閉型圧縮機を一部切り欠いて示す断面図である。
図1中のF3部において密閉容器を切断して示す断面図である。
図1中のF4部において密閉容器を切断して示す断面図である。
図1中のF5部において密閉容器を切断して示す断面図である。
図1中のF6部において密閉容器を切断して示す断面図である。
塗膜表面うねり及び粗さについて説明する模式図である。
密閉容器の各部位及びテストピースに形成した塗膜表面から得た断面曲線を示す図である。
テストピースに形成した塗膜表面から得た断面曲線を示す図である。
底部及びテストピースに形成した塗膜表面の算術平均粗さ及び算術平均うねりを示す図である。

実施例

0008

以下に本発明の実施形態の冷凍サイクル装置1及び密閉型圧縮機2について図1から図10を用いて説明する。
図1は、冷凍サイクル装置1の一実施形態を示す概略構成図である。冷凍サイクル装置1は、密閉型圧縮機2と、密閉型圧縮機2に接続された放熱器凝縮器)3と、放熱器3に接続された膨張装置4と、膨張装置4及び密閉型圧縮機2の間に接続された蒸発器5と、を備えている。

0009

密閉型圧縮機2は、例えば、ロータリ式の圧縮機であって、内部に取り込まれる低圧気相冷媒を圧縮して高温高圧の気相冷媒に変化させる。放熱器3は、密閉型圧縮機2から送り込まれる高温高圧の気相冷媒から熱を放熱させ、気相冷媒を高圧液相冷媒に変化させる。

0010

膨張装置4は、放熱器3から送り込まれる高圧の液相冷媒の圧力を下げ低温低圧の液相冷媒に変化させる。蒸発器5は、膨張装置4から送り込まれる液相冷媒を気化させ、低圧の気相冷媒に変化させる。このとき、相変化する冷媒に気化熱が奪われて蒸発器5の周囲が冷却される。気化熱を奪った気相冷媒は、再び密閉型圧縮機2内に取り込まれる。

0011

このように、冷凍サイクル装置1では、作動流体である冷媒が気相冷媒と液相冷媒とに相変化しながら循環している。気相冷媒から液相冷媒へ相変化する過程で冷媒から放熱され、液相冷媒から気相冷媒へ相変化する過程で冷媒に吸熱される。これら放熱や吸熱を利用して暖房冷房が行われる。

0012

密閉型圧縮機2は、圧縮機本体11と、アキュムレータ12と、を備えている。アキュムレータ12は、気液分離器であり、蒸発器5と圧縮機本体11との間に設けられている。

0013

図2は、図1に示す密閉型圧縮機を一部切り欠いて示す断面図である。アキュムレータ12は、第1及び第2の吸い込みパイプ13,14を通して圧縮機本体11に接続されており、蒸発器5で気化された気相冷媒のみを圧縮機本体11に供給するように構成されている。

0014

圧縮機本体11は、回転軸21と、回転軸21の回転により気相冷媒を圧縮する圧縮機構部23と、これら回転軸21及び圧縮機構部23が収納された密閉容器30と、を備えている。圧縮機構部23は、回転軸21を回転させる電動機部22を有している。

0015

回転軸21は、密閉容器30と軸心Xを共有するように配置されている。電動機部22は、回転軸21の上側寄りに配置されている。圧縮機構部23は、回転軸21の下側寄りに配置されている。以下の説明において、軸心Xに沿う方向を軸方向、軸心Xに直交する方向を径方向、軸心X周りの方向を周方向ということがある。

0016

電動機部22は、例えばインナーロータ型DCブラシレスモータであって、密閉容器30の内壁面に固定された筒状の固定子24と、固定子24の内側に径方向に間隔をあけて配置された円柱状の回転子25と、を備えている。

0017

圧縮機構部23は、第1のシリンダ室26と、第1のシリンダ室26の下側に配置された第2のシリンダ室27と、第1のシリンダ室26内に設けられた第1のローラ28と、第2のシリンダ室27内に設けられた第2のローラ29と、を備えている。

0018

第1及び第2のローラ28,29は、回転軸21の回転に伴い、第1のシリンダ室26の内周面摺接しながら偏心回転可能に構成されている。第1及び第2のシリンダ室26,27には、アキュムレータ12の第1及び第2の吸い込みパイプ13,14がそれぞれ接続されている。

0019

密閉容器30は、鉄鋼材等から形成された密閉容器基材31と、密閉容器基材31を被覆する塗膜32と、を有している。密閉容器30は、底部33と、底部33とは反対側に配置された蓋部34と、底部33及び蓋部34を繋ぐ胴部35と、を備えている。底部33及び蓋部34は、深皿状に形成されている。胴部35は、円筒状に形成されている。

0020

底部33と胴部35とは溶接により接合されており、両者の間には周方向に沿って第1の溶接部36が形成されている。蓋部34と胴部35とは溶接により接合されており、両者の間には周方向に沿って第2の溶接部37が形成されている。

0021

従来、密閉容器30の塗膜厚さは、約20μm程度であった。しかしながら、耐食性を向上するために、より厚い例えば30μmが望ましい。また、密閉容器30の中で、蓋部34は、冷凍サイクル装置の低圧側配管に付着した凝縮水が降りかかりやすく、胴部35よりも錆びやすい。また、底部33は、冷凍サイクル装置の底板貯留したドレン水の影響を受けて胴部35よりも錆びやすい。さらに、第1及び第2の溶接部36,37も塗料密着しづらく胴部35よりも錆びやすい。

0022

そこで、本実施形態では、密閉容器30の塗膜厚さを局部的に変化させている。すなわち、図3図4図5及び図6は、図1中のF3部、F4部、F5部、F6部において密閉容器30を切断して示す断面図である。底部33の塗膜32b、蓋部34の塗膜32c、第1及び第2の溶接部36,37の塗膜32dは、胴部35の塗膜32aよりもそれぞれ厚く形成されている。

0023

図3図4図5及び図6の例では、胴部35における塗膜32aの厚さT1が40μm、底部33における塗膜32bの厚さT2が60μm、蓋部34における塗膜32cの厚さT3が60μm、第2の溶接部37における塗膜32dの厚さT4が70μmに形成されている。

0024

胴部35の塗膜32aを基準にすると、底部33及び蓋部34の塗膜32b,32cは1.5倍、第1及び第2の溶接部36,37の塗膜32dは1.75倍の厚さに形成されているともいえる。

0025

本実施形態の塗膜32は、静電吹付方式の粉体塗装によって形成されている。まず、密閉容器基材31、アキュムレータ12、第1及び第2の吸い込みパイプ13,14等の部材一式が溶接等により接合されており、各部材がまだ塗装されていない状態の密閉型圧縮機10を用意する。

0026

この密閉型圧縮機10を接地し、電荷印加した粉体塗料を密閉型圧縮機10に吹き付ける。吹き付け後に加熱装置で加熱して密閉型圧縮機10に付着した粉体塗料を融解させると、密閉型圧縮機10表面に粉体塗装による塗膜を形成できる。

0027

粉体塗料として、例えば、エポキシ樹脂ポリエステル樹脂アクリル樹脂等が挙げられる。本実施形態では、エポキシ樹脂とポリエステル樹脂とを混合して使用している。粉体塗料に電荷を印加する際の電気特性条件は、例えば、出力電流1〜50μA、出力電圧−50kV〜−100kV又は+50kV〜+100kVである。過電流によるムラを防止するため、出力電流を定電流に設定することが好ましい。粉体塗料同士の静電反発を抑制するため、出力電圧をマイナス電圧に設定することが好ましい。

0028

本実施形態では、底部33、蓋部34、第1及び第2の溶接部36,37における塗膜32b,32c,32dを、胴部35における塗膜32aよりも厚く形成している。このような塗膜32を形成するには、底部33、蓋部34、第1及び第2の溶接部36,37において、胴部35よりも長時間に亘って粉体塗料を吹き付ける。

0029

部位によって吹き付け時間の長短を変化させることにより、粉体塗料の付着量を局部的に変化させた密閉容器基材31を得る。この密閉容器基材31を加熱装置で加熱すると、塗膜32の厚さを局部的に変化させた密閉容器30を得ることができる。

0030

このように、密閉容器30の胴部35を含む塗膜厚さを従来よりも厚く形成するとともに、密閉容器30の塗膜厚さを局部的に変化させることにより、密閉容器30全体の塗膜厚さを、第1及び第2の溶接部36,37等の塗膜厚さと同一厚さにする場合と比べて、放熱性の低下を抑制することができる。

0031

図7は、塗膜32表面の粗さ及びうねりを説明する模式図である。塗膜32表面を表面粗さ測定機で測定すると、種々の周期及び振幅を有した波が合成された測定曲線が得られる。波の中で比較的周期が短いものを表面粗さとし、表面粗さよりも周期が長く規則正しい周期性をもつ波をうねりとし、平板の傾斜や円柱の円弧等の最も周期が長い波幾何偏差とする。

0032

断面曲面は、測定曲線から幾何偏差を除去したものであり、粗さ及びうねりを表している。粗さは、塗膜32表面の微細凹凸である。うねりは、塗膜32表面の周期的な起伏である。

0033

図9は、従来の密閉容器と同一の塗装を施したテストピースB1及びB2の塗膜表面の算術平均うねりWa及び断面曲線である。表面粗さ測定機を使用し、JIS B0601:2001に準拠してそれぞれ測定した。テストピースB1の塗膜は浸漬塗装によって形成されている。テストピースB2の塗膜は電着塗装によって形成されている。テストピースB1の算術平均うねりWaは0.2μmであり、テストピースB2の算術平均うねりWaは0.1μmであった。このように、従来の密閉容器の塗膜は、表面の算術平均うねりWaが0.2μm以下の微小な値に形成されていることが判明した。

0034

一方、塗膜表面の算術平均うねりが大きくなると、表面の凹凸が大きくなり、外気と接触できる塗膜の表面積が増えて、塗膜表面の放熱性が向上する。そのため、本実施形態では、密閉容器30の最も表面積の大きい胴部35の塗膜は、算術平均うねりWaを、従来の1.5倍以上である0.3μm以上となるようにした。

0035

図8は、第2の溶接部37、底部33、胴部35、テストピースA1及びA2に形成した塗膜表面の算術平均うねりWa及び断面曲線である。表面粗さ測定機を使用し、JIS B0601:2001に準拠してそれぞれ測定した。テストピースA1及びA2の塗膜は、胴部35と同様に粉体塗装によって形成されているが、胴部35よりも粉体塗料の吹き付け時間を短くしている。

0036

底部33の塗膜32bは、胴部35の塗膜32aよりも算術平均うねりWaが大きく形成されていた。第2の溶接部37の塗膜32dは、胴部35の塗膜32aよりも算術平均うねりWaが大きく、さらに、底部33の塗膜32bよりも算術平均うねりWaが大きく形成されていた。胴部35の塗膜32aは、テストピースA1及びA2よりも算術平均うねりWaが大きく形成されていた。テストピースA2の塗膜は、算術平均うねりWaが0.3μmであった。

0037

図10は、底部33、テストピースA1、A3、A4及びB3に形成した塗膜表面の算術平均粗さRa及び算術平均うねりWaである。算術平均粗さRaと算術平均うねりWaは、表面粗さ測定機を使用し、JIS B0601:2001に準拠してそれぞれ測定した。テストピースA3及びA4の塗膜は、粉体塗装によって形成されている。テストピースB3の塗膜は、電着塗装によって形成されている。

0038

粉体塗装により塗膜を形成した底部33、テストピースA1、A3及びA4では、電着塗装により塗膜を形成したテストピースB3よりも塗膜の算術平均うねりWaが大きく形成されていた。さらに、底部33、テストピースA1、A3及びA4では、テストピースB3よりも塗膜の算術平均うねりWa/算術平均粗さRaの比が大きく形成されていた。

0039

以上のように構成された本実施形態の密閉型圧縮機2及び冷凍サイクル装置1は、密閉容器30の塗膜32を粉体塗装によって形成している。電着塗装等と比較して厚い塗膜32を形成することができるため、密閉容器基材31の耐食性を向上させて密閉容器30を錆からより確実に保護することができる。しかも、粉体塗装のみでも十分な防錆性を期待できるため、りん酸亜鉛処理等の化成処理を省略して工数を低減することができる。

0040

さらに、本実施形態では、表面の算術平均うねりWaが0.3μm以上になるように塗膜32を形成している。一般に、塗膜32が厚くなると放熱性が悪化するが、本実施形態では、密閉容器基材31の表面にうねりを形成することで外気との接触面積を増加させて放熱を促し、塗膜32の厚さが増加したことによる放熱性低下を抑制している。

0041

また、密閉容器30には、図1中にF4部、F5部、F6部として示された比較的錆びやすい部位と、それ以外の部位とが混在している。本実施形態の密閉型圧縮機2及び冷凍サイクル装置1は、錆びやすい部位の塗膜32を局部的に厚く形成しているため、錆からより確実に保護することができる。一方、それ以外の部位では錆びやすい部位よりも粉体塗料を使用していない。必要な部位に必要な量だけ塗膜を形成するためコストを削減することができる。

0042

とりわけ、本実施形態の密閉型圧縮機2及び冷凍サイクル装置1では、底部33の塗膜32bや蓋部34の塗膜32cを胴部35の塗膜32aよりも厚く形成している。底部33や蓋部34をさらに強固に被覆して耐食性を一層向上させることができる。第1及び第2の溶接部36,37の塗膜32dを胴部35の塗膜32aよりも厚く形成している。溶接による酸化物被膜等が形成されて耐食性が低下しやすい第1及び第2の溶接部36,37をさらに強固に被覆して耐食性を一層向上させることができる。また、本実施形態の冷凍サイクル装置1は、耐食性と放熱性とを両立した密閉型圧縮機2を備えているため、厳しい環境下でも安定して稼働させることができる。

0043

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

0044

例えば、上記実施形態は化成処理なしでも十分な防錆性を有しているが、さらに化成処理を加えてもよい。吹き付け時間の長短で塗膜の厚さを制御しているが、他の方法で塗膜の厚さを制御してもよい。塗膜表面のうねりを大きくするために、基材表面に付着させた粉体塗料の加熱時間を短縮してもよい。粉体塗料の粒径分布を通常より広げてもよい。

0045

1…冷凍サイクル装置、2…密閉型圧縮機、3…放熱器、4…膨張装置、5…蒸発器、23…圧縮機構部、30…密閉容器、32,32a,32b,32c,32d…塗膜、33…底部、34…蓋部、35…胴部、36,37…第1及び第2の溶接部。

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