JP2010096116A - Casing of compressor - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量でありながら、極めて高い耐圧強度をもつ圧縮機のケーシングを提供する。
【解決手段】金属製の内殻部材1と、該内殻部材1の外面を覆う繊維強化層でなる外殻部材2で構成とともに、強化繊維として炭素繊維を用いる。係る構成によれば、繊維強化層の特性である軽量性及び高強度性と、内殻部材1の板厚の低減による軽量化とが相俟って、軽量で且つ高強度という、CO2冷媒を用いる冷凍システムに適用される圧縮機のケーシングの要求性能に合致したケーシングを得ることができ、また強化繊維として炭素繊維を用いたことで、一般的な強化繊維であるガラス繊維を用いた場合よりも高強度で且つ信頼性の高い圧縮機のケーシングを得ることができる。
【選択図】図1A compressor casing having an extremely high pressure strength while being lightweight is provided.
SOLUTION: A metal inner shell member 1 and an outer shell member 2 composed of a fiber reinforcing layer covering the outer surface of the inner shell member 1 are used, and carbon fibers are used as reinforcing fibers. According to such a configuration, the light weight and high strength, which are the characteristics of the fiber reinforced layer, and the weight reduction by reducing the plate thickness of the inner shell member 1, combined with the light and high strength CO2 refrigerant. A casing that matches the required performance of the compressor casing applied to the refrigeration system to be used can be obtained, and the use of carbon fiber as the reinforcing fiber makes it possible to use glass fiber that is a general reinforcing fiber. In addition, a compressor casing having high strength and high reliability can be obtained.
[Selection] Figure 1
Description
本願発明は、冷媒としてCO2冷媒を用いるようにした冷凍システムに適用される圧縮機のケーシングに関するものである。 The present invention relates to a compressor casing applied to a refrigeration system using CO2 refrigerant as a refrigerant.
従来、冷凍システムに適用される圧縮機のケーシング、その耐圧性能の確保という意味から、鋼製とされるのが通例であった(特許文献1参照)。 Conventionally, a compressor casing applied to a refrigeration system is typically made of steel in the sense of ensuring its pressure resistance (see Patent Document 1).
しかし、近年、環境保護意識の高まりを背景に、冷凍システムにおいては、冷媒として、従来使用されていたフロン冷媒等に代わって、自然冷媒、特にCO2冷媒を用いることが試みられている(特許文献2参照)。 However, in recent years, against the background of increasing awareness of environmental protection, in the refrigeration system, it has been attempted to use a natural refrigerant, particularly a CO2 refrigerant, as a refrigerant instead of the conventionally used flon refrigerant (Patent Document). 2).
ところが、このようにCO2冷媒を用いた場合、CO2冷媒は臨界温度が低く、高圧圧力が冷媒の臨界圧力を超える高圧(10MPa程度)で冷凍サイクル運転が行なわれるため、このCO2冷媒を圧縮する圧縮機のケーシングには極めて高い耐圧強度が要求される。 However, when the CO2 refrigerant is used in this way, the CO2 refrigerant has a low critical temperature, and the refrigeration cycle operation is performed at a high pressure (about 10 MPa) where the high pressure exceeds the critical pressure of the refrigerant. The casing of the machine is required to have extremely high pressure strength.
係る場合、この極めて高い耐圧強度を従来のような鋼製のケーシングで対応しようとすれば、該ケーシングを形成する鋼板の板厚が厚くなることから、その重量が増加し、圧縮機、延いてはこれを備えた冷凍装置の取扱性が極めて低劣なものとなる。 In such a case, if it is intended to cope with this extremely high pressure strength with a steel casing as in the prior art, the thickness of the steel plate forming the casing will increase, so that its weight increases, the compressor, The handling of a refrigeration apparatus equipped with this is extremely poor.
ここで、その対応索として考えられるのが、軽量性と高強度性を兼ね備えた繊維強化プラスチックの使用である。即ち、密閉容器状のケーシングを製作するに際して、その成形素材である鋼板の板厚を、鋼板のみで所要の耐圧強度を確保する構成とした場合の必要板厚よりも薄くしてその軽量化を図ると同時に、この鋼板の外面側を繊維強化層で覆って二重構造とし、鋼板の薄肉化に伴う耐圧強度の低下を繊維強化層の強度によって補償し、もって軽量且つ高耐圧強度の圧縮機のケーシングを得ることである。係る技術の圧縮機のケーシングに適用した先行例は見当たらないが、繊維強化層を利用して軽量化と高強度化を図る技術をガスボンベに適用したものは提案されている(特許文献3参照)。 Here, what is considered as the corresponding cable is the use of fiber reinforced plastic having both light weight and high strength. In other words, when manufacturing a sealed container-like casing, the thickness of the steel plate, which is the forming material, is made thinner than the required plate thickness in the case where the required pressure-resistant strength is ensured only with the steel plate to reduce its weight. At the same time, the outer surface side of this steel sheet is covered with a fiber reinforced layer to form a double structure, and the decrease in pressure strength accompanying the thinning of the steel sheet is compensated by the strength of the fiber reinforced layer, so a lightweight and high pressure strength compressor Is to get the casing. Although there is no prior example applied to the casing of the compressor of such a technique, a technique in which a technique for reducing weight and increasing strength using a fiber reinforced layer is applied to a gas cylinder has been proposed (see Patent Document 3). .
しかし、特許文献3に示される技術は、ガスボンベを対象とするものであるため、これに要求される耐圧強度は、CO2冷媒を用いる圧縮機のケーシングに要求される耐圧強度の比ではなく、しかも圧縮機のケーシングにはガスボンベとは異なる特有の構造、例えば、冷媒の吸入側接続管とか吐出側接続管等の突起物が存在し、これら突起物の周辺部分は特に応力集中が発生し易いので、安全性の確保という点において、この突起物の周辺部分の強度性能を高い信頼性をもって確保することが必要であり、これらのことからして、上記ガスボンベを対象とする技術を、CO2冷媒を用いる圧縮機のケーシングにそのまま転用することはできない。
However, since the technique disclosed in
そこで本願発明は、軽量でありながら、極めて高い耐圧強度をもつ圧縮機のケーシングを提供することを目的としてなされたものである。 Accordingly, the present invention has been made for the purpose of providing a compressor casing having an extremely high pressure strength while being lightweight.
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。 In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.
本願の第1の発明では、CO2冷媒を用いる冷凍システムに適用される圧縮機のケーシングにおいて、金属製の内殻部材1と、該内殻部材1の外面を覆う繊維強化層でなる外殻部材2で構成することを特徴としている。 In 1st invention of this application, in the casing of the compressor applied to the refrigerating system using a CO2 refrigerant | coolant, the outer shell member which consists of a metal inner shell member 1 and the fiber reinforcement layer which covers the outer surface of this inner shell member 1 It is characterized by comprising 2.
本願の第2の発明では、上記第1の発明に係る圧縮機のケーシングにおいて、上記内殻部材1に突起部3,4,5が設けられたもので、該突起部3,4,5の周辺部位における上記外殻部材2の層厚さを他の部位の層厚さよりも大きく設定したことを特徴としている。
In the second invention of the present application, in the casing of the compressor according to the first invention, the inner shell member 1 is provided with
本願の第3の発明では、上記第2の発明に係る圧縮機のケーシングにおいて、上記突起部3,4,5が、給電用のターミナル、又は冷媒吸入側及び吐出側の接続管であることを特徴としている。
According to a third invention of the present application, in the casing of the compressor according to the second invention, the
本願発明では次のような効果が得られる。 In the present invention, the following effects can be obtained.
(a) 本願の第1の発明によれば、金属製の内殻部材1と、該内殻部材1の外面を覆う繊維強化層でなる外殻部材2で構成しているので、繊維強化層の特性である軽量性及び高強度性と、内殻部材1の板厚の低減による軽量化とが相俟って、軽量で且つ高強度という、CO2冷媒を用いる冷凍システムに適用される圧縮機のケーシングの要求性能に合致した圧縮機のケーシングを得ることができる。
(A) According to 1st invention of this application, since it comprises the
(b) 本願の第2の発明では、上記(a)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記内殻部材1に突起部3,4,5が設けられたもので、該突起部3,4,5の周辺部位における上記外殻部材2の層厚さを他の部位の層厚さよりも大きく設定したので、特に応力集中が発生し易い上記突起物の周辺部分の強度性能を、上記外殻部材2側の対応のみによって、高い信頼性の下で確保することができる。
(B) In the second invention of the present application, in addition to the effects described in (a) above, the following specific effects can be obtained. That is, in the present invention, the inner shell member 1 is provided with the
しかも、この場合、本願の第3の発明のように、給電用のターミナル5、又は冷媒吸入側の接続管3及び吐出側の接続管4を、上記突起部として、強度性能向上の対象部位とすることで、強度面における信頼性の高い圧縮機のケーシングを得ることができることになる。
In addition, in this case, as in the third invention of the present application, the
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on preferred embodiments.
図1には、本願発明の実施形態に係る圧縮機のケーシングZを示している。このケーシングZは、CO2冷媒を用いる空気調和機において冷媒圧縮に使用される圧縮機を構成するものであって、所定径の胴部Zaと、該胴部Zaの一端(上端)に接続された碗状形体をもつ上側の鏡板部Zbと、該胴部Zaの他端(下端)に接続された碗状形体をもつ下側の鏡板部Zcを備えて構成され、その内部には圧縮機51とモータ52が収納される。
FIG. 1 shows a casing Z of a compressor according to an embodiment of the present invention. The casing Z constitutes a compressor used for refrigerant compression in an air conditioner using a CO2 refrigerant, and is connected to a body portion Za having a predetermined diameter and one end (upper end) of the body portion Za. An upper end plate portion Zb having a bowl-like shape and a lower end plate portion Zc having a bowl-like shape connected to the other end (lower end) of the body portion Za are provided, and a
上記ケーシングZは、次述する内殻部材1と外殻部材2からなる二重構造とされている。
The casing Z has a double structure including an inner shell member 1 and an
「内殻部材1」
上記内殻部材1は、金属板、例えば、鋼板とかアルミ合金板を用いて密閉容器状に形成され、上記胴部Zaに対応する円筒部材11の一端に上記上側の鏡板部Zbに対応する碗状部材12を、他端に上記下側の鏡板部Zcに対応する碗状部材13を、それぞれ溶接接合して構成される。
"Inner shell member 1"
The inner shell member 1 is formed in a sealed container shape using a metal plate, for example, a steel plate or an aluminum alloy plate, and has an end corresponding to the upper end plate portion Zb at one end of the
そして、この円筒部材11の上下両端部寄りの外周面には、冷媒の吸入管53が取付けられる吸入側接続管3と、冷媒の吐出管54が取付けられる吐出側接続管4がそれぞれ固定される一方、上記上側の碗状部材12の頂面中央部には、給電用のターミナル5が設けられている。これら吸入側接続管3と吐出側接続管4及びターミナル5は、それぞれ特許請求の範囲中の「突起部」に該当する。
The suction
なお、上記円筒部材11と上下一対の碗状部材12,13は、共に、薄肉の板材(鋼板の場合、板厚2.5mm程度とされ、従来の鋼製一体型のケーシングにおける板厚7.5mm程度に比して、薄肉とされる)で製作されている。
The
上記吐出側接続管4は、図1及び図3に拡大図示するように、上記吐出管54が嵌挿される管状形体をもち、その一端部4aが上記円筒部材11側の開口33部分に溶接固定されることで該円筒部材11と一体化されている。
1 and 3, the discharge
なお、上記吸入側接続管3の構成は、上記吐出側接続管4側の構成と同様であるので、該吐出側接続管4についての該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。
In addition, since the structure of the said suction
上記ターミナル5は、図1及び図2に拡大図示するように、上記碗状部材12の頂部中心部分に設けられた開口31に、厚肉円板状の形体をもつ固定部5aを嵌挿し、且つこの固定部5aを上記碗状部材12側に溶接固定することで、該碗状部材12と一体化されている。
「外殻部材2」
上記外殻部材2は、繊維強化層で構成され、上記内殻部材1の外周面を一体的に覆って、該内殻部材1と共に上記ケーシングZを構成する。なお、強化繊維糸としては、炭素繊維糸、ガラス繊維糸、有機高弾性率繊維(例えば、ポリアミド繊維糸)等が広く適用できるが、上記ケーシングZは、高耐圧強度が要求される「CO2冷媒を用いる圧縮機のケーシング」を対象としていることから、特に高強度の炭素繊維糸が好適である。また、この強化繊維糸に含浸される樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂とか、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ABS樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ−4−メチルペンテン−1樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂が好適である。
As shown in the enlarged view in FIGS. 1 and 2, the
"
The
ここで、この外殻部材2の形成手法であるが、ここでは樹脂を含浸させた強化繊維(炭素繊維)に張力をかけながら上記内殻部材1の外周面に巻きつけていくFW法(フィラメント・ワインディング法)を採用している。そして、図1に二点鎖線で示すように、上記内殻部材1の上記円筒部材11に対応する部分には、符号9A及び9Bで示すように、上記吐出側接続管4の周囲を巻き込むようにしながら、上記内殻部材1に対してその軸心回りに強化繊維を巻き付けるフープ巻によってフープ層が形成される。また、上記碗状部材12部分には、符号9Cで示すように、上記ターミナル5の固定部5a周囲を巻き込むようにしながら、上記内殻部材1に対してその軸心方向回りに(即ち、上記碗状部材12と碗状部材13に跨るように上記内殻部材1の軸心方向に)強化繊維を巻き付けるヘリカル巻によってヘリカル層が形成される。従って、上記円筒部材11部分には、フープ層とヘリカル層が重合状態で形成された構造となる。
Here, the
そして、この場合、上記外殻部材2の上記ターミナル5の周辺部分2aは、強化繊維の巻き付け数、及び巻き付け層数を他の部分よりも多くすることで、その繊維強化層の層厚さが他の部分の層厚さよりも大きくなるように形成されている。
And in this case, the
また、上記外殻部材2の上記吐出側接続管4の周辺部分2bにおいても、上記ターミナル5側と同様に、該周辺部分2bに対する強化繊維の巻き付け数及び巻き付け層数を他の部分よりも多くすることで、その繊維強化層の層厚さが他の部分の層厚さよりも大きくなるように形成されている。
Further, also in the
なお、上記外殻部材2の上記吸入側接続管3の周辺部分2cにおいても、上記上記吐出側接続管4の周辺部分2bと同様に、その繊維強化層の層厚さが他の部分の層厚さよりも大きくなるように形成されている。
In the
「ケーシングZ」
以上のように、上記内殻部材1とその外周面を覆う外殻部材2とで構成された上記ケーシングZは、上記外殻部材2が軽量且つ高強度という性状を有していることから、上記内殻部材1を薄肉構成としたにも拘らず、軽量性と高耐圧強度を兼ね備えることになる。
"Casing Z"
As described above, the casing Z composed of the inner shell member 1 and the
ところで、上記吸入側接続管3、吐出側接続管4及びターミナル5は上記内殻部材1から突出する突起部であって、応力集中が生じ易い部分であることから、特に他の部分よりも強度性能が要求され、しかもこの強度性能が安定的に、且つ高い信頼性の下で確保されることが必要であることは既述のとおりである。
By the way, the suction
係る要求に対して、この実施形態のケーシングZでは、上記内殻部材1の外周側に上記外殻部材2を形成するに際して、上述のように、上記吸入側接続管3、吐出側接続管4及びターミナル5の周辺部分においては、その繊維強化層の層厚さを、他の部分の層厚さよりも大きくし、これによって上記吸入側接続管3、吐出側接続管4及びターミナル5の周辺部分における強度性能を他の部分よりも高めている。
In response to such a demand, in the casing Z of this embodiment, when the
この結果、上記各部3,4,5の周辺部分は応力集中が発生し易い部位であっても、上記繊維強化層の層厚さの増大による強度向上によって、該各部3,4,5の周辺部分の強度性能が、高い信頼性の下で確実に実現され、延いては、強度面における信頼性の高い圧縮機のケーシングを得ることができる。
As a result, even if the peripheral portion of each of the
1 ・・内殻部材
2 ・・外殻部材
3 ・・吸入側接続管
4 ・・吐出側接続管
5 ・・ターミナル
9A〜9E・・炭素繊維
11 ・・円筒部材
12 ・・碗状部材
51 ・・圧縮機
52 ・・モータ
53 ・・吸入管
54 ・・吐出管
Z ・・圧縮機のケーシング
1 ..
Claims (3)
金属製の内殻部材(1)と、該内殻部材(1)の外面を覆う繊維強化層でなる外殻部材(2)で構成されたことを特徴とする圧縮機のケーシング。 A compressor casing applied to a refrigeration system using a CO2 refrigerant,
A compressor casing comprising a metal inner shell member (1) and an outer shell member (2) comprising a fiber reinforced layer covering the outer surface of the inner shell member (1).
上記内殻部材(1)には突起部(3,4,5)が設けられており、該突起部(3,4,5)の周辺部位においては上記外殻部材(2)の層厚さが他の部位の層厚さよりも大きく設定されていることを特徴とする圧縮機のケーシング。 In claim 1,
The inner shell member (1) is provided with projections (3, 4, 5), and the layer thickness of the outer shell member (2) at the peripheral portion of the projections (3,4, 5). Is set to be larger than the layer thickness of the other part.
上記突起部(3,4,5)が、給電用のターミナル、又は冷媒吸入側及び吐出側の接続管であることを特徴とする圧縮機のケーシング。 In claim 2,
The compressor casing, wherein the protrusions (3, 4, 5) are power supply terminals or refrigerant suction side and discharge side connection pipes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008268552A JP2010096116A (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Casing of compressor |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2008268552A JP2010096116A (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Casing of compressor |
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| JP (1) | JP2010096116A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120312560A (en) * | 2025-06-18 | 2025-07-15 | 宁波甬微集团有限公司 | Compressor assembly and manufacturing method |
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2008
- 2008-10-17 JP JP2008268552A patent/JP2010096116A/en active Pending
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