本發明涉及以冷藏或者冷凍的方式存積食品、飲料水等的冰箱,尤其涉及在絕熱箱體的下部具備機械室的冰箱。
背景技術:
一般出售的冰箱在絕熱性的絕熱箱體的上部配置冷藏室,在中間部配置冷凍室,并在下部配置蔬菜室,各個儲藏室彼此由絕熱分隔壁劃分以便熱量的移動較少。而且,為了對各儲藏室進行冷卻,需要利用冷凍循環來生成冷氣,冷凍循環由壓縮機、冷卻器(蒸發器)、冷凝器、膨脹閥等構成,主要配置于絕熱箱體的背面側。此外,由于壓縮機的重量也較重,所以壓縮機被載置于絕熱箱體的背面的下部。
這樣的結構的冰箱例如如在日本特開2015-17737號公報(專利文獻1)中記載那樣。
在專利文獻1中,絕熱箱體從上方起具有冷藏室、制冰室以及上部冷凍室、下部冷凍室、蔬菜室。此處,冷藏室是約+3℃的冷藏溫度帶的儲藏室,蔬菜室是約+3℃~+7℃的冷藏溫度帶的儲藏室。并且,制冰室、上部冷凍室以及下部冷凍室是約-18℃的冷凍溫度帶的儲藏室。
在蔬菜室的進深側的絕熱箱體的下部形成有機械室,并在機械室中內置有構成冷凍循環的壓縮機。并且,冷卻器收納室與機械室通過排水通道而連通,從而能夠排出冷卻器的凝縮水。而且,該壓縮機一般使用上部方向的高度一般具有190mm~200mm左右的高度、外觀形狀比較大的壓縮機。并且,其重量也是7~8kg左右,較重。
現有技術文獻
專利文獻1:日本特開2015-17737號公報
技術實現要素:
如上所述,由于在現有的冰箱中,壓縮機的外觀形狀較大,所以收納壓縮機的機械室的高度也不得不變大。因此,為了確保機械室的高度,位于機械室前的蔬菜室的收納容積自然地不得不較小地形成。
然而,最近較多地購入時令蔬菜,從而想在冰箱中長期地保管來吃的要求增加。因此,需要增大蔬菜室的收納容積。并且,在機械室前的儲藏室是冷凍室的情況下,無法較多地收納冷凍食品,需要增大冷凍室的收納容積。但是,不推薦為了增大機械室前的儲藏室的收納容積而較大地變更絕熱箱體自身的外觀尺寸。
接下來,簡單地對不能增大位于機械室前的儲藏室的容積的理由進行說明。圖10表示現有的冰箱的蔬菜室周邊的結構。在絕熱箱體50的底面壁50b上方的區域形成有蔬菜室51,蔬菜室51利用絕熱分隔壁52而與冷凍室53熱遮擋。在冷凍室53的背面配置有冷卻器(蒸發器)54,并在冷卻器54下方配置有輻射加熱器55。
在蔬菜室51的前側開口設有蔬菜室門56。該蔬菜室門56是抽屜式的門,若拉出蔬菜室門56則拉出下側蔬菜收納容器57b,在該狀態下由使用者也能夠進一步拉出上側蔬菜收納容器57u。下側蔬菜收納容器57b和上側蔬菜收納容器57u收納于蔬菜室51,通過從未圖示的冷氣排出口供給的冷氣而冷卻至規定的溫度。
在絕熱箱體50的背面下部,與蔬菜室51相鄰地形成有機械室58,該機械室58位于比蔬菜室51靠背面側。在機械室58內,沿蔬菜室51的背面依次配置有冷凝器(未圖示)、冷卻風扇(未圖示)、壓縮機59。在壓縮機59、冷凝器、冷卻風扇中,作為外觀的形狀,壓縮機59最大,機械室58的高度尺寸實際上由壓縮機59的高度尺寸(tc)來決定。一般地,由于與壓縮機的橫向尺寸(wc)相比高度尺寸(tc)較大,所以機械室58的高度尺寸也相應地變大。
在收納有冷卻器54的冷卻器室60的底部,形成有集中冷卻器54的凝縮水的凹部(流槽),并在該凹部連接有彎曲形狀的凝縮水排水管61。凝縮水排水管61在配置于壓縮機59上的蒸發盤62上開口,利用壓縮機59的熱量使凝縮水蒸發。
從該圖可知,壓縮機59的高度尺寸(tc)較大,從而配置有壓縮機59的機械室58的上側面與絕熱分隔壁52的底面之間的尺寸(lc)自然地被限制而較短,從而之間的空間變得狹小。
因此,機械室58的上側與絕熱分隔壁52之間的空間區域不利于增加上側蔬菜收納容器57u的收納容積的容量。也就是說,機械室58的上側與絕熱分隔壁52之間的空間區域狹小,從而難以進一步在進深方向和高度方向上擴大上側蔬菜收納容器57u。
發明內容
本發明的目的在于提供不較大地變更絕熱箱體的外觀尺寸就能夠盡量大地確保位于機械室前的儲藏室的收納空間的新的冰箱。
本發明的特征在于,使用與壓縮機的橫向尺寸相比高度尺寸較小的偏平壓縮機來使機械室的高度變低,并且擴大在該變低了的機械室的上側形成的機械室上部區域的空間容積而能夠作為儲藏室來使用。
發明的效果如下。
根據本發明,不較大地改變絕熱箱體的外觀尺寸就能夠增大位于機械室前的儲藏室的容積,從而能夠增加蔬菜的收納量、冷凍食品的收納量。
附圖說明
圖1是應用本發明的冰箱的主視圖。
圖2是圖1所示的冷藏室的縱剖視圖。
圖3是表示打開了圖1所示的冰箱的門的狀態下的背面部的主視圖。
圖4是本發明的實施方式所使用的密閉型壓縮機的縱剖視圖。
圖5是圖4所示的密閉型壓縮機的橫剖視圖。
圖6a是說明圖4所示的密閉型壓縮機的作用、效果的示意圖。
圖6b是說明比較例的作用、效果的示意圖。
圖7是表示軸承內損失與(軸承長度/軸徑)的關系的圖表。
圖8是表示振動與(轉子半徑/(活塞的高度中心-轉子的高度中心))的關系的圖表。
圖9是將作為本發明的實施方式的圖4所示的壓縮機載置于機械室的狀態下的剖視圖。
圖10是將現有的壓縮機載置于機械室的狀態下的剖視圖。
圖中:
3—密閉容器,3a—臺階部,9—螺旋彈簧(彈性部件),10—橡膠座,20—壓縮單元,21—缸筒,22—活塞,23—曲軸,24—框架,24a—基座,24b—貫通孔,24c—凹部,24d—伸出部,25—徑向軸承(軸承),26—推力軸承,30—電動單元,31—轉子,32—定子,73—下部冷凍室,74—蔬菜室,81b—底面壁,81s—背面壁,84—下側絕熱分隔壁,105b—下側蔬菜收納容器,105u—上側蔬菜收納容器,106—機械室,107—凝縮水排水管,108—流槽,cmp—密閉型壓縮機。
具體實施方式
以下,使用附圖詳細地對本發明的實施方式進行說明,但本發明并不限定于以下的實施方式,本發明的技術性概念中的各種變形例、應用例也包括在其范圍內。
在說明本發明的具體實施方式之前,基于圖1至圖3對應用本發明的冰箱的結構進行說明。圖1是冰箱的主視外觀圖,圖2是表示圖1的縱剖面的剖視圖。此外,圖2中未表示制冰室的剖面。
圖1以及圖2中,冰箱從上方起具有冷藏室70、制冰室71以及上部冷凍室72、下部冷凍室73、蔬菜室74。此處,制冰室71和上部冷凍室72左右并列地設于冷藏室70與下部冷凍室73之間。此外,上部冷凍室72形成為與下部冷凍室73相比容積較小,冷凍、儲藏少量的食品。
而且,對于各儲藏室的溫度而言,作為一個例子,冷藏室70是約+3℃的冷藏溫度帶的儲藏室,蔬菜室74是約+3℃~+7℃的冷藏溫度帶的儲藏室。并且,制冰室71、上部冷凍室72以及下部冷凍室73是約-18℃的冷凍溫度帶的儲藏室。此處,減壓儲藏室形成于冷藏室70的最下端。
冷藏室70在前方側具備向左右分割的對開(所謂的法式對開型)的冷藏室門70a、70b。制冰室71、上部冷凍室72、下部冷凍室73、蔬菜室74分別具備抽屜式的制冰室門71a、上部冷凍室門72a、下部冷凍室門73a、蔬菜室門74a。
并且,在各門的靠儲藏室側的面,設有以沿各門的外緣的方式內置有磁鐵的襯墊(未圖示),在各門的關閉時,緊貼于由鐵板形成的冰箱外箱的凸緣、后述的各分隔鐵板,從而抑制外部空氣向儲藏室內的侵入、以及冷氣從儲藏室的漏出。
此處,如圖2所示,在冰箱主體75的下部設有機械室76,并在其中內置有壓縮機77。冷卻器收納室78與機械室76利用凝縮水排水管79連通,從而能夠排出冷卻器80的凝縮水。
如圖2所示,冰箱主體75的箱外與箱內由絕熱箱體81隔開,該絕熱箱體81通過在內箱與外箱之間填充發泡絕熱材料(發泡聚氨酯)而形成。并且,冰箱主體75的絕熱箱體81安裝有多個真空絕熱件82。冰箱主體75由上側絕熱分隔壁83劃分為冷藏室70、上部冷凍室72以及制冰室71(參照圖1,圖2中未圖示制冰室71),并由下側絕熱分隔壁84劃分出下部冷凍室73和蔬菜室74。
在冷藏室70的最下端且在上側絕熱分隔壁83的上表面配置有減壓儲藏室85,當為了取出該減壓儲藏室85內的食品而拉出減壓儲藏室門時返回大氣壓,若使減壓儲藏室門復原來關閉冷藏室門70a、70b并經過規定時間,則真空泵工作而使減壓儲藏室85減壓。
并且,在下部冷凍室73的上部設有橫向分隔部。橫向分隔部在上下方向上分隔制冰室71以及上部冷凍室72和下部冷凍室73。并且,在橫向分隔部的上部,設有在左右方向上將制冰室71與上部冷凍室72之間分隔的縱向分隔部。
橫向分隔部和下側絕熱分隔壁84的前表面以及左右側壁前表面一起與設于下部冷凍室門73a的靠儲藏室側的面的襯墊(未圖示)接觸。通過使設于制冰室門71a和上部冷凍室門72a的靠儲藏室側的面的襯墊(未圖示)與橫向分隔部、縱向分隔部、上側絕熱分隔壁83以及冰箱主體1的左右側壁前表面接觸,來分別抑制各儲藏室與各門之間的冷氣的移動。
如圖2所示,上部冷凍室72、下部冷凍室73以及蔬菜室74安裝有在各自的儲藏室的前方配備的門72a、73a、74a。并且,在上部冷凍室72收納、配置有上部冷凍儲藏容器86,并在下部冷凍室73收納、配置有上層冷凍儲藏容器87、下層冷凍儲藏容器88。另外,在蔬菜室74收納、配置有上層蔬菜儲藏容器89、下層蔬菜儲藏容器90。
而且,通過將手放在制冰室門71a、上部冷凍室門72a、下部冷凍室門73a以及蔬菜室門74a的各個未圖示的把手部來向近前側將其拉出,來拉出制冰儲藏容器(未圖示)、上部冷凍儲藏容器86、下層冷凍儲藏容器88、下層蔬菜儲藏容器90。
詳細而言,對于下層冷凍儲藏容器88而言,下層冷凍儲藏容器88的側面上部的凸緣部在安裝于冷凍室門內壁的支撐臂上懸掛,在拉出冷凍室門73a的同時僅拉出下層冷凍儲藏容器88。上層冷凍儲藏容器87載置于在冷凍室73的側面壁所形成的凹凸部(未圖示的),并能夠沿前后方向滑動。
下層蔬菜儲藏容器90也同樣,凸緣部在安裝于蔬菜室門74a的內壁的支撐臂上懸掛,上層蔬菜儲藏容器89載置于蔬菜室側面壁的凹凸部。并且,在該蔬菜室74設有固定于絕熱箱體81的電加熱器,利用該電加熱器以使蔬菜室74的溫度不會變得過冷的方式成為適于蔬菜的儲藏的溫度。此外,該電加熱器根據需要來設置即可,但在本實施例中為了能夠在更加適當的環境氣下進行蔬菜的儲藏而設置電加熱器。
接下來,對冰箱的冷卻方法進行說明。在冰箱主體形成有冷卻器收納室78,并在其中具備冷卻器80作為冷卻機構。冷卻器80(作為一個例子是翅片管熱交換器)設置在下部冷凍室73的背部所配備的冷卻器收納室78內。并且,在冷卻器收納室78內且在冷卻器80的上方設有送風機91(作為一個例子是螺旋槳式風扇)作為送風機構。
在冷卻器80中進行熱交換而冷卻后的空氣(以下,將在冷卻器80中進行熱交換后的低溫的空氣稱作“冷氣”)通過送風機91而經由冷藏室送風管道92、冷凍室送風管道93、以及未圖示的制冰室送風管道向冷藏室70、制冰室71、上部冷凍室72、下部冷凍室73、蔬菜室74的各儲藏室分別輸送。
向各儲藏室進行的送風由對朝冷藏溫度帶的冷藏室70輸送的送風量進行控制的第一送風控制機構(以下,稱作冷藏室風門94)、以及對朝冷凍溫度帶的上部冷凍室72、下部冷凍室73輸送的送風量進行控制的第二送風量控制機構(以下,稱作冷凍室風門95)來控制。而且,通往冷藏室70、制冰室71、上部冷凍室72、下部冷凍室73、以及蔬菜室74的各送風管道如圖3中虛線所示地設于冰箱主體1的各儲藏室的背面側。具體而言,在冷藏室風門94為打開狀態、冷凍室風門95為關閉狀態時,冷氣經由冷藏室送風管道92而從設為多層的吹出口96向冷藏室70輸送。
并且,冷卻冷藏室70后的冷氣從設于冷藏室70的下部的冷藏室返回口97經由冷藏室-蔬菜室連通管道98而從設于下側絕熱分隔壁84的下部右內側的蔬菜室吹出口99向蔬菜室74輸送。來自蔬菜室74的返回冷氣從設于下側絕熱分隔壁84的下部前方的蔬菜室返回管道入口98a經由蔬菜室返回管道98b而從蔬菜室返回管道出口向冷卻器收納室78的下部返回。
如圖2、圖3所示,在冷卻器收納室78的前方,設有對各儲藏室與冷卻器收納室78之間進行分隔的分隔部件100。如圖3所示,在分隔部件100,在上下形成有一對吹出口101a、101b、102a、102b,在冷凍室風門95為打開狀態時,在冷卻器80中進行熱交換后的冷氣通過送風機91而經由省略了圖示的制冰室送風管道、上層冷凍室送風管道從吹出口101a、101b分別向制冰室71、上部冷凍室72輸送。并且,經由下層冷凍室送風管道103而從吹出口102a、102b向下部冷凍室73輸送。
并且,在冰箱主體75的頂棚壁上表面側,設有搭載有cpu、rom或ram等存儲器、接口電路等的控制裝置,與外部空氣溫度傳感器(未圖示)、冷卻器溫度傳感器(未圖示)、冷藏室溫度傳感器(未圖示)、蔬菜室溫度傳感器(未圖示)、冷凍室溫度傳感器(未圖示)、分別檢測門70a、70b、71a、72a、73a、74a的各門的開閉狀態的門傳感器(未圖示)、設于冷藏室70內壁的未圖示的溫度設定器等連接,通過預先搭載于rom的程序,來進行壓縮機77的接通、斷開等控制、分別獨立驅動冷藏室風門94以及冷凍室風門95的各個促動器的控制、送風機91的接通/斷開控制、旋轉速度控制、報告門敞開狀態的報警的接通/斷開等控制。
在這樣的結構的冰箱中,如上所述,機械室76的高度尺寸實際上由壓縮機77的高度尺寸決定。而且,一般而言,由于與壓縮機77的橫向尺寸相比其高度尺寸較大構成,所以機械室76的高度尺寸也相對應地變大。若壓縮機77的高度尺寸較大,則配置有壓縮機77的機械室76的上側與下側絕熱分隔壁84之間的空間區域的尺寸自然受到限制,而空間區域變得狹小。因此,機械室76的上側與下側絕熱分隔壁84之間的空間區域不利于增大蔬菜室74的收納容積的容量。此外,代替蔬菜室74而配置有冷凍室72、73的技術方案也產生相同的課題。
(實施例1)
因此,在本實施方式中,新設計能夠使壓縮機的高度方向的尺寸比橫向的尺寸小的扁平形狀的壓縮機,通過將該扁平形狀的壓縮機配置于機械室,能夠有助于擴大機械室的上側與絕熱分隔壁之間的空間區域而增加儲藏室的收納容積的容量,結果能夠增加位于機械室前的儲藏室的收納容積。
首先,對能夠使壓縮機的高度方向的尺寸比橫向的尺寸小的偏平壓縮機的結構進行說明。本實施方式的壓縮機的壓縮單元具備在缸筒內通過使活塞沿徑向往復移動來壓縮制冷劑的曲軸、以及對曲軸進行軸支承的軸承,電動單元具備固定于曲軸的轉子、以及對轉子賦予旋轉力的定子,在將從活塞的高度方向的中心至轉子的高度方向的中心為止的長度設為(s)、并將轉子的半徑設為(r)時,通過設為“r/s≥0.8”,來使壓縮機的高度方向的尺寸比橫向的尺寸小。
如圖4所示,本實施方式所使用的密閉型的偏平壓縮機cmp是將壓縮單元20以及電動單元30配置在密閉容器3內而構成的所謂的往復式壓縮機。壓縮單元20以及電動單元30在密閉容器3內經由多個螺旋彈簧9(彈性部件)被彈性地支撐。密閉容器3通過焊接等接合有構成大致上半部分的外部輪廓的上殼體3m和構成大致下半部分的外部輪廓的下殼體3n,在內部具有容納壓縮單元20以及電動單元30的空間。
壓縮單元20具備:缸筒21;通過在該缸筒21內使活塞22往復移動來壓縮制冷劑的曲軸23;以及對該曲軸23進行軸支承的徑向軸承25。徑向軸承25(軸承)與缸筒21以及框架24一體形成。曲軸23經由推力軸承26而能夠自由旋轉地支撐于框架24。
框架24具有大致沿水平方向延伸的基座24a,缸筒21位于基座24a的上部。并且,在框架24的大致中央部,形成有向鉛垂方向下方(朝向下殼體3n的底面)延伸的圓筒形狀的徑向軸承25。并且,框架24構成缸筒21的一部分。
缸筒21形成于比曲軸23的中心軸o向徑向的外側偏倚的位置。并且,在缸筒21的軸向的外周側的端部安裝有頭罩27,并在相反側的端部插入有活塞22。這樣,利用缸筒21、頭罩27以及活塞22來構成壓縮室(缸筒室)q1。此外,在缸筒21與頭罩27之間設有閥開閉機構,該閥開閉機構具備在吸入制冷劑時打開的吸氣閥、并在排出壓縮后的制冷劑時打開的排出閥。
徑向軸承25由軸支承曲軸23的滑動軸承構成。并且,徑向軸承25由形成于框架24的貫通孔24b構成。推力軸承26配置于凹部24c,該凹部24c圓形槽狀地形成于基座24a的上表面的貫通孔24b的周圍。
連結桿22a的大徑側的端部22b與后述的曲柄銷23a連結,連結桿22a的小徑側的端部22c經由銷22d而與活塞22連結。
在曲軸23的上端部形成有曲柄銷23a,曲柄銷23a形成于從曲軸23的旋轉中心軸o偏心的位置。并且,曲軸23的下端部位于下殼體3n的附近。曲柄銷23a相對于旋轉中心軸o偏心旋轉,從而活塞22在缸筒21內往復運動。
并且,曲軸23在貫通孔24b的上方處具有沿與旋轉中心軸o正交的方向(水平方向)延伸的凸緣部23b。此外,在本實施方式中,凸緣部23b成為兼做平衡配重的構造。平衡配重具有減少壓縮單元20驅動時的振動的功能。由此,能夠減少壓縮單元20的高度尺寸,從而能夠有助于密閉型壓縮機cmp的小型化。
并且,在曲軸23,以從軸向的下端朝向上方的方式形成有凹形狀的鏜孔23c,從而構成為在曲軸23內具有中空部。并且,在曲軸23,形成有從鏜孔23c的上端貫通至凸緣部23b的上表面的上部連通孔23d。
并且,在曲軸23的外周面,直至凸緣部23b的附近形成有螺旋槽23e。螺旋槽23e的上端部經由銷部連通孔23g而與形成于曲柄銷23a的凹形狀的銷部鏜孔23f連通。
在曲軸23的中空部插入有固定軸部件28。固定軸部件28由未圖示的固定件固定為即使在曲軸23的旋轉時也不會旋轉。在固定軸部件28的外周面形成有固定軸螺旋槽28a。利用該固定軸螺旋槽28a的壁面和鏜孔23c的壁面形成螺旋狀的潤滑油通路,伴隨曲軸23的旋轉所引起的壁面移動,潤滑油因粘性的效果被拖至壁面而在固定軸螺旋槽28a內上升。
在鏜孔23c上升了的潤滑油在上部連通孔23d流過而向凸緣部23b上排出,從而對推力軸承26進行潤滑。并且,在曲軸23的螺旋槽23e上升了的潤滑油對曲軸23與徑向軸承25之間進行潤滑,并且在銷部連通孔23g流過而朝向曲柄銷23a的銷部鏜孔23f流入,從而對連結桿22a的周邊進行潤滑。此外,構成為潤滑推力軸承26等后的潤滑油經由孔24s(參照圖4)而向密閉容器3的底部返回。
電動單元30配置于框架24的下側(基座24a的下方),并構成為包括轉子31以及定子32。
轉子31構成為具備層疊有電磁鋼板的轉子芯部,通過壓入等而固定于曲軸23的下部。并且,轉子31是半徑(r)比厚度(t1:軸向的高度)大的扁平形狀。并且,轉子31的厚度(t1:軸向的高度)被設定為徑向軸承25的長度(l:軸承長度)的大致一半左右。
定子32配置于轉子31的外周,構成為具備由圓筒狀的定子芯部和形成于該定子芯部的內周的多個插口構成的鐵芯32a、以及經由絕緣體(未圖示)卷繞于鐵芯32a的線圈32b。并且,鐵芯32a形成為在圖7的縱剖視中徑向的長度(w)比厚度(t2:軸向的高度)長的扁平形狀。線圈32b也形成為在圖4的縱剖視中徑向的長度比厚度(軸向的高度)長的扁平形狀。并且,鐵芯32a的厚度(t2:軸向的高度)構成為與轉子31的厚度(t1:軸向的高度)相同程度。這樣,在使轉子31形成為扁平的情況下,定子32的直徑也較大而成為扁平形狀,從而能夠取得用于使轉子31旋轉的轉矩。
這樣,設有壓縮單元20以及電動單元30的框架24在密閉容器3內經由多個螺旋彈簧9、9而被彈性支撐。并且,壓縮單元20以及電動單元30以預先設定有規定的間隙cl的狀態設計,以便在運轉時振動了的情況下不與密閉容器3的內壁面接觸。
螺旋彈簧9設于構成壓縮單元20的一部分的缸筒21的一側(壓縮機室側q2,圖4的左側)與缸筒21的一側的相反側(壓縮機室相反側q3,圖4的右側)。此外,在本實施方式中,螺旋彈簧9在壓縮室側和壓縮室側的相反側分別在與圖4的紙面正交的方向的近前側和里側設有合計四個(參照圖5)。此外,所有螺旋彈簧9均具有同一形狀以及彈簧特性。這樣,通過將螺旋彈簧9設為單一種類,能夠防止螺旋彈簧9以不同種類混合在一起的情況下的配置錯誤。但是,螺旋彈簧9的個數并不限定于四個,也可以是三個,也可以是五個以上。
并且,框架24具有比缸筒21更向外周側(徑向外側)延伸的伸出部24d。該伸出部24d比定子32更向外周側延伸。并且,在伸出部24d的下表面,形成有嵌合并保持于螺旋彈簧9的上部的突起部24e。
并且,框架24在與伸出部24d相反的一側,也具有與伸出部24d相同程度地延伸的伸出部24f。該伸出部24f也比定子32更向外周側延伸。并且,在伸出部24f的下表面,形成有嵌合地保持于螺旋彈簧9的上部的突起部24g。
在密閉容器3的底面,且在定子32的外周側,形成有以向密閉容器3內突出的方式隆起的臺階部3a。該臺階部3a通過將下殼體3n的底面的一部分和側面的一部分合在一起而成為凹形狀來構成。并且,臺階部3a設于與螺旋彈簧9的位置對應的位置。并且,在臺階部3a的上端,形成有供螺旋彈簧9的下部嵌合地保持的突起部3b。突起部3b位于比轉子31的下表面31a更靠上方。此外,潤滑油的油面40構成為位于比轉子31的下表面31a更靠下側,以便潤滑油不會浸漬轉子31。
并且,在各臺階部3a的下部,設有對密閉容器3進行彈性支撐的橡膠座10。該橡膠座10在固定于密閉容器3的下殼體3n的板11上支撐。并且,橡膠座10配置于在鉛垂方向(上下方向)上與螺旋彈簧9重疊的位置。
圖5是圖4所示的密閉型壓縮機的橫剖視圖。此外,圖5中,對密閉型壓縮機cmp內的制冷劑的流動進行說明。
如圖5所示,從冰箱的冷卻器返回并從貫通密閉容器3地連接的吸入管3e導入了的制冷劑被從吸入消聲器41的吸入口(未圖示)吸入,之后經由頭罩27等被導入至壓縮室q1(參照圖4)。并且,在壓縮室q1內被活塞22壓縮后的制冷劑在排出室空間(未圖示)流過并在形成于框架24的排出消聲器42a、42b以及管3f流過,而從排出管3g被送入冷卻器。
圖6a是對作為本實施方式的密閉型壓縮機的作用、效果進行說明的示意圖,圖6b是對作為比較例的現有的密閉型壓縮機的作用、效果進行說明的示意圖。
在圖6b所示的比較例中,在框架24b的上下配置有壓縮單元20b和電動單元30b,電動單元30b經由螺旋彈簧9b、9b而被彈性支撐在密閉容器3b內。該情況下,內部機構部(壓縮單元20b以及電動單元30b)的重心位于比螺旋彈簧9b、9b的上端更靠上方,從而在運轉時向兩箭頭方向振動時,偏轉角b變大。
與此相對,在圖6a所示的本實施方式中,在框架24的上部配置有壓縮單元20,并在下部配置有電動單元30,框架24經由螺旋彈簧9、9而被彈性支撐在密閉容器3內。該情況下,運轉時的壓縮單元20和電動單元30分別向兩箭頭方向振動,但由于重心位于框架24的高度位置(與螺旋彈簧9、9的上端相同程度的位置),所以偏轉角a(<b)變小。
這樣,在密閉型壓縮機cmp中,通過在框架24的上側配置有壓縮單元20,并在框架24的下側配置有電動單元30,而框架24由螺旋彈簧9、9彈性支撐,從而能夠減少內部機構部的振動。另外,通過將螺旋彈簧9的位置配置于缸筒21的外周側,能夠進一步有效地抑制內部機構部的振動。
并且,在本實施方式中,由于與比較例相比能夠更加減少振動而縮小偏轉角a,能夠縮短內部機構部(壓縮單元20以及電動單元30)與密閉容器3之間的間隙cl(參照圖4)。其結果,能夠縮小密閉容器3,從而能夠實現密閉型壓縮機cmp的小型化。
并且,在各臺階部3a的下部,設有對密閉容器3進行彈性支撐的橡膠座10(參照圖4)。該橡膠座10在固定于密閉容器3的下殼體3n的板11上支撐。并且,橡膠座10配置于在鉛垂方向(上下方向)上與螺旋彈簧9重疊的位置。
通過像這樣形成臺階部3a,并將螺旋彈簧9配置于臺階部3a,能夠將螺旋彈簧9配置于不浸泡在潤滑油內的高度,從而能夠防止螺旋彈簧9在潤滑油內振動時所產生的噪聲,進而能夠實現密閉型壓縮機cmp的安靜穩定化。并且,通過將橡膠座10配置于臺階部3a的下部,能夠防止橡膠座10從密閉容器3的下殼體3n向下方較大地突出,從而能夠抑制密閉型壓縮機cmp的高度變高,進而能夠實現密閉型壓縮機cmp的小型化。
然而,由于在壓縮機室側q2配置有缸筒21、活塞22等重量物,所以與壓縮機室相反側q3(與壓縮機室側相反的一側)相比重量變重,作用于螺旋彈簧9的載荷變大。該情況下,若將螺旋彈簧9的種類設為相同,并且將雙方的螺旋彈簧9的下端所抵接的面的高度設為相同,則壓縮機室側q2的下沉量(收縮量)變多,從而在運轉前的初始狀態下,內部機構部(20、30)成為傾斜的狀態。并且,考慮運轉時的振動(傾斜)而在密閉容器3與內部機構部之間設有間隙(充裕度)。但是,若將所抵接的面的高度設為相同,則有內部機構部在密閉容器3內產生碰撞的擔憂,從而產生需要確保較大的間隙的必要性,進而壓縮機大型化。
因此,在本實施方式中,壓縮機室側q2(缸筒21側,圖7的左側)的螺旋彈簧9的下端所抵接的抵接面3c的高度構成為比壓縮機室相反側q3(圖4的右側)的螺旋彈簧9的下端所抵接的抵接面3d的高度高。此外,如上所述,所有螺旋彈簧9由同一(形狀以及特性)種類的螺旋彈簧構成。抵接面3c的高度與抵接面3d的高度的差量被設定為當由螺旋彈簧9支撐時在運轉前的初始狀態下內部機構部成為水平狀態的值。
這樣,在密閉型壓縮機cmp中,通過使抵接面3c的高度比抵接面3d的高度高,而在運轉前的初始狀態下,能夠以水平的狀態對內部機構部進行支撐,從而能夠將運轉時的內部機構部的傾斜抑制為較小。其結果,能夠將密閉容器3與內部機構部之間的間隙cl設定為較小(參照圖4),從而能夠實現密閉型壓縮機cmp的小型化。
此外,在上述的說明中,以抵接面3c的高度與抵接面3d的高度不同的情況為例進行了說明,但也可以將抵接面3c、3d設為相同的高度,并且對于框架24的伸出部24d、24f的下表面的高度而言,使壓縮機室側q2的伸出部24d的高度位置比壓縮機室相反側q3的伸出部24f的高度位置高。
圖7是表示[軸承內損失]與[軸承長度/軸徑]的關系的圖表。此外,“軸承內損失”通過使壓縮機以同一運轉條件來運轉、并進行壓縮機的輸入(耗電量)的比較來獲得。此處的同一運轉條件是指,壓縮機的吸入以及排出流體的壓力、溫度、壓縮機的旋轉速度、周圍溫度等。
壓縮機的輸入通過將“壓縮制冷劑時所需要的理論的動力”、“熱流體損失”(制冷劑的過熱、泵的泄漏所引起的損失)、“馬達損失”(將電力變換為旋轉力時的損失)、“機械損失”(滑動部(軸承等)的摩擦力)相加來獲得。根據僅變更軸承規格并在同一運轉條件下獲得到的實驗結果,能夠判斷出輸入較小的一方更加優異。
并且,也可以根據需要而使用也進一步加上冷力的cop(冷力/輸入)來進行比較。并且,“軸承長度l”是對曲軸23的周面(側面)進行支撐的徑向軸承25的軸向的長度(參照圖7),“軸徑d”是曲軸23的直徑(參照圖4)。
然而,使壓縮機小型化的話,尤其產品(例如,冰箱)組裝時的優點較大,但在開發高度較低的壓縮機的情況下,存在以下的課題。
為了抑制壓縮機的高度,需要與現有相比縮短軸承的長度(軸承長度)。然而,軸承長度與軸徑(曲軸23的直徑)之間存在最優秀的比率。在普通的軸承中,在軸承長度/軸徑(以下,設為α)是2.0以上的情況下,公知作為軸承的設計的潤滑變得良好。
這成為如圖7的虛線所示地軸在軸承內保持為平行的平行軸承是前提的理論。另一方面,在往復式壓縮機等的軸承中,曲柄銷偏心旋轉而根據運轉狀態產生軸的傾斜,從而如圖7的實線所示,在α<2.5的情況下,隨著α增加而軸承內的損失減少,并在α≥2.5的情況下,即使α增加,軸承內的損失也保持為較低的值。這樣,通過實驗也確認出在α<2.5的范圍內產生上述的課題。
而且,在圖7的實線中,在α<2.0的情況下是軸承與軸的固體彼此接觸的“金屬接觸”的區域,在α≥2.5的情況下是軸承與軸的固體彼此隔著潤滑膜(油膜)而接觸的“流體潤滑”的區域,在2.0≤α<2.5的情況下,潤滑膜的厚度不充分,是軸承與軸局部地固體接觸的“邊界潤滑”的區域。
作為產生這樣的課題的技術性原因,軸承與軸的縫隙也有在經濟上能夠實現的加工公差的范圍,即使軸承長度變短,也無法極端變窄,從而在軸承的設計上是不現實的。
另一方面,若通過縮短軸承長度,而具有相同的縫隙,則軸傾斜的角度增加,從而作為結果,壓縮機的軸(曲軸)的傾斜變大,軸承內的損失增加,并且軸承的摩擦系數變大,阻礙軸的圓滑的旋轉,從而確認到振動增加的傾向。
因此,伴隨軸承的縮短化,存在因軸傾斜的范圍增加而產生的問題,從而若能夠抑制軸的傾斜則能夠解決課題。因此,在本實施方式中,通過將轉子31的外徑(2r)設為比以往的大,來獲得以陀螺(gyroscope)作為代表那樣的陀螺效應來解決課題。
圖8是表示“振動”與“轉子半徑/(活塞的高度中心-轉子的高度中心)”的關系的圖表。此外,“振動”通過使壓縮機在同一運轉條件下運轉、并進行壓縮機的振動的比較來獲得。此處的同一運轉條件是指,壓縮機的吸入以及排出流體的壓力、溫度、壓縮機的旋轉速度、周圍溫度等。一般而言,將壓縮機連接于冷凍循環來運轉。并且,也可以與作為組裝對象產品的冰箱、模擬出產品的規格的冷凍裝置連接(通過所謂的制冷劑運轉)來驗證。作為簡便的方法,也可以在大氣敞開的狀態(所謂的空氣運轉)下運轉吸入和排出來驗證。
對于振動的測定而言,能夠在運轉中的壓縮機的外部輪廓、安裝腳附近、或者與產品的連接管附近、搭載壓縮機的部件等受到壓縮機的振動的影響的部位設置振動測定機構來進行測定。并且,也可以是在壓縮機的殼體內的壓縮機構部設置振動測定機構來進行測定的方法。并且,對于振動測定的評價方法而言,除了伴隨彈簧的伸縮的所謂的上下方向的振動之外,也可以用相當于前后左右方向的壓縮機構部傾斜的方向上的振動來進行評價,另外也可以用合成有將它們組合后得到的二維至三維的振動的振動來進行評價。
并且,“轉子半徑r”是轉子31的半徑(參照圖4),“活塞的高度中心h1”是活塞22的高度的二分之一的高度位置(參照圖4),“轉子的高度中心h2”是轉子31的高度的二分之一的高度位置(參照圖4)。并且,以下,將轉子半徑r/(活塞的高度中心h1-轉子的高度中心h2)=r/s設為β。
如圖8所示,能夠區分為α<2.5的情況和α≥2.5的情況。在α≥2.5的情況下,在圖8的“▲”所示的現有規格的壓縮機中,即使在使β(=r/s)變化至0.5~1.2的情況下,也未見振動值存在較大的變化。這是因為軸承長度l(參照圖4)充分長,從而認為難以產生軸的傾斜,轉子31的直徑不同的影響較小。
另一方面,在α<2.5的情況下,在圖8的“●”所示的壓縮機中,由于軸承長度較短,所以在β=0.5時,與現有規格的壓縮機相比振動值惡化。并且,若使β的值從0.5變化至1.2,則陀螺效應增加,從而可知振動值漸減。并且,在β≥0.8時,確認到能夠相對于現有的壓縮機具有顯著的差異地減少振動值。
因而,在本實施方式中,在實現抑制了高度的扁平形狀的壓縮機的基礎上,對不可避免的因軸承長度l的抑制而產生的軸承的傾斜進行抑制,從而能夠實現低損失并且具有較高的可靠性的軸承的壓縮機。
然而,往復式壓縮機的軸根據條件而一般稍微傾斜地滑動。因此,需要以不使軸承與軸接觸的方式確保軸承長度l,從而難以實現小型化。因此,在密閉型壓縮機cmp中,通過設為β(=r/s)≥0.8,利用扁平形狀的轉子31的陀螺效應,能夠抑制壓縮機運轉中的軸(曲軸23)的傾斜,從而能夠得到與以往相比使軸承(徑向軸承25)與軸(曲軸23)的角度更平行地接近的效果。
并且,在密閉型壓縮機cmp中,作為α(=l/d)<2.5,在大幅度地縮短了軸承(徑向軸承25)的長度(軸承長度l)的情況下,若組合以往的形狀的(軸向較長的)轉子則振動增加,但通過設為β≥0.8,能夠抑制振動,從而能夠進一步實現小型化。
利用以上那樣的結構,在本實施方式中能夠縮短壓縮機cmp的高度尺寸,而且相伴隨地能夠減輕壓縮機的重量。在現有的壓縮機中,重量是7~8kg,但在本實施方式中能夠抑制為約6kg以下。
而且,在本實施方式中,作為冰箱所使用的壓縮機cmp的適當的規格,將高度尺寸設為約130mm以下,并將其重量設為約6kg以下,優選設為5kg以下。另外,將壓縮機的高度方向的尺寸與橫向的尺寸的比率亦即扁平率(高度尺寸/橫向尺寸)設為約70%以下。若將這樣的規格的偏平壓縮機用于冰箱,則能夠充分增大位于機械室前的儲藏室的收納容積。
接下來,基于圖9對如下實施方式進行說明:將壓縮機的高度方向的尺寸比橫向的尺寸小的扁平形狀的壓縮機配置于機械室,能夠有助于擴大機械室的上側與絕熱分隔壁之間的空間區域而增加儲藏室的收納容積的容量,從而能夠增加位于機械室前的儲藏室的收納容積。
圖9表示使用了將上述的高度尺寸設為約130mm以下、將重量設為約6kg以下并將扁平率設為約70%以下的扁平壓縮機的情況下的冰箱。此外,符號沿用圖1~圖3中所使用的符號,并且根據需要附加新的符號來進行說明。(附加與作為現有例的圖10不同的符號。)
圖9中,在絕熱箱體81的底面壁81b上方的區域形成有蔬菜室74,蔬菜室74利用絕熱分隔壁84而與下部冷凍室73熱遮擋。在下部冷凍室73的背面配置有冷卻器80,并在冷卻器80下方配置有輻射加熱器104。
在蔬菜室74的前側開口設有蔬菜室門74a。若拉出該蔬菜室門74a則拉出下側蔬菜收納容器105b,在該狀態下使用者也能夠進一步拉出上側蔬菜收納容器105u。這些下側蔬菜收納容器105b和上側蔬菜收納容器105u收納于蔬菜室74,并如上所述那樣利用從未圖示的冷氣排出口供給的冷氣冷卻至規定的溫度。
在絕熱箱體81的背面壁81s的下側,形成有決定為新的高度尺寸的機械室106,該機械室106位于比蔬菜室74靠背面側。在機械室106內,沿蔬菜室74的背面依次配置有冷凝器(未圖示)、冷卻風扇(未圖示)、以及新的壓縮機cmp。
該新的壓縮機cmp是上述的扁平形狀的壓縮機,其規格是將高度尺寸設為約130mm以下、將重量設為約6kg以下并將扁平率設為約70%以下的壓縮機。如圖9所示,由于是相對于壓縮機的橫向尺寸(wp)而高度尺寸(tp)較小地構成的扁平形狀,所以也能夠使機械室106的高度尺寸相配合地較小。此外,以扁平率=tp/wp×100來表示。并且,橫向尺寸(wp)、高度尺寸(tp)可以是橫向以及高度方向的最大尺寸,也可以是平均尺寸。
由于絕熱箱體81的底面壁81b大致沿機械室106的形狀形成,所以可知與圖10相比,機械室106的上側的底面壁81b的離地面的高度比現有的冰箱的情況低。因此,能夠使位于機械室106的上側的底面壁81b與下側絕熱分隔壁84之間的機械室上部區域sp的高度方向的長度(lp)變長。
并且,為了使凝縮水排水管107盡量接近絕熱箱體81的背面側,而凝縮水排水管107形成為直管狀。由于圖10所示的現有的凝縮水排水管61是屈曲形狀,所以相應地使絕熱箱體81的背面壁81s變厚。與此相對,在本實施方式中作為直管狀的凝縮水排水管107,從而能夠使絕熱箱體81的背面壁81s變薄。因此,能夠使機械室上部區域sp的進深方向的長度(lh)變長。此外,長度(lh)是位于機械室106的上側的絕熱箱體81的底面壁81b的進深方向的長度。在本實施方式中,是將壓縮機cmp的蔬菜室74側前端面作為起點的進深方向的長度。
并且,下側絕熱分隔壁84與背面壁81s通過流槽108而連接,流槽108的截面設為在下側絕熱分隔壁84側的屈曲部d處朝向下側傾斜方向彎曲,并大致直線狀延伸而與背面壁81s連接。由此,能夠使后述的上側蔬菜收納容器105u的進深端部105e更長。
這樣,在本實施方式通過使用上述的規格的扁平形狀的壓縮機cmp,能夠使機械室上部區域sp的高度方向的長度(lp)變長,從而能夠增大蔬菜室74的收納容積。并且,除此之外還能夠使機械室上部區域sp的進深方向的長度(lh)變長,從而能夠進一步增大蔬菜室74的收納容積。
而且,與此相伴隨地能夠使上側蔬菜收納容器105u的形狀沿通過機械室上部區域sp而擴大了的蔬菜室74的形狀形成,從而能夠收納更多的蔬菜。當然,下側蔬菜收納容器105b的形狀也能夠根據需要而變更。并且,也可以使上側蔬菜收納容器105u與下側蔬菜收納容器105b成為一體來作為一個蔬菜收納容器。該情況下,沿通過機械室上部區域sp而擴大了的蔬菜室74的形狀形成蔬菜收納容器即可。
接下來,對通過本實施方式而獲得到的新的蔬菜室的各尺寸關系進行說明。
如圖9所示,壓縮機的高度尺寸(tp)與從位于機械室106的上側的絕熱箱體81的底面壁81b的上表面至下側絕熱分隔壁84的底面為止的機械室上部區域sp的高度(lp)具有“tp<lp”的關系。另外,機械室106的從底面起至頂棚為止的高度亦即機械室高度(lm)與上述機械室上部區域sp的高度(lp)具有“lm<lp”的關系。由此,能夠增大上側蔬菜收納容器105u的高度尺寸(深度),另外能夠使上側蔬菜收納容器105u的進深端部105e朝向機械室上部區域sp延伸,從而能夠增大上側蔬菜收納容器105u的收納容積。
并且,由于機械室上部區域sp朝向絕熱箱體81的背面壁81s側擴大,所以能夠使上側蔬菜收納容器105u的進深端部105e比壓縮機cmp的蔬菜室側前端面更向里側延伸長度(gp1),從而能夠進一步增大上側蔬菜收納容器105u的收納容積。
根據相同的理由,能夠使上側蔬菜收納容器105u的進深端部105e比流槽108的屈曲部更向里側延伸長度(gp2),從而能夠增大上側蔬菜收納容器105u的收納容積。此外,由于流槽108從屈曲部d起大致直線地傾斜,所以流槽108的傾斜面與進深端部105e的上端緣不干涉,能夠使進深端部105e進一步向里側延伸。
并且,由于蔬菜室74維持為+3℃~+7℃的溫度帶,所以設有電加熱器以便不會過冷,該電加熱器有時設于下側絕熱分隔壁84的蔬菜室74側。因此,電加熱器的熱量向冷凍室73側流動而有冷凍室73的溫度上升的擔憂。
與此相對,在本實施方式中,由于機械室上部區域sp向絕熱箱體81的背面壁81s側擴大,所以能夠以向該擴大了的一側靠近的方式配置電加熱器。由此,下部冷凍室73與電加熱器之間的距離變長,能夠減少電加熱器的熱量向下部冷凍室73側流動的比例,從而能夠抑制下部冷凍室73的溫度上升。
如上所述,根據本發明,使用與壓縮機的橫向尺寸相比高度尺寸較小的扁平形狀的壓縮機來使機械室的高度變低,而擴大在該變低了的機械室的上側形成的機械室上部區域的空間容積來作為儲藏室。
據此,能夠不較大地改變絕熱箱體的外觀尺寸就能夠增大位于機械室前的儲藏室的容積,從而能夠增加蔬菜的收納量、冷凍食品的收納量。
此外,本發明并不限定于上述的實施方式,包括各種變形例。例如,上述的實施方式是為了容易理解說明本發明而詳細地說明的實施方式,并非限定于必需具備所說明的所有結構。并且,能夠將某實施方式的結構的一部分置換為其它實施方式的結構,并且也能夠在某實施方式的結構的基礎上增加其它實施方式的結構。并且,能夠對各實施方式的結構的一部分進行其它結構的追加、削除、置換。