(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側に回転軸を有する電動要素と、下側にこの電動要素の回転軸によって駆動される圧縮要素とを収納し、吸入した冷媒をこの圧縮要素により圧縮して密閉容器内に吐出した後、密閉容器外へ吐出するようにした密閉型圧縮機であって、かつ、この圧縮要素は吸入ポートを備えたシリンダと、前記回転軸の偏心部によりシリンダ内を回転するローラと、このローラに接してシリンダ内を分けるベーンと、シリンダの開口を封じる上軸受部と下軸受部と、これらの軸受部に設けられた吐出弁を備えた複数の吐出ポートと、これらの吐出弁を覆うカップマフラーとで構成された密閉型圧縮機において、前記吐出ポートから密閉容器内に吐出される冷媒の流路抵抗が大きい方の吐出ポートのトップクリアランスボリューム（ＶＡ）を、同冷媒の流路抵抗が小さい方の吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖａ）より大きくした（ＶＡ＞Ｖａ）ことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
上側に回転軸を有する電動要素と、下側にこの電動要素の回転軸によって駆動される複数の圧縮要素とを収納し、吸入した冷媒をこの圧縮要素により圧縮して密閉容器内に吐出した後、密閉容器外へ吐出するようにした密閉型圧縮機であって、かつ、この複数の圧縮要素はいずれも吸入ポートを備えたシリンダと、前記回転軸の偏心部によりシリンダ内を回転するローラと、このローラに接してシリンダ内を分けるベーンを備え、かつ上部シリンダの開口を封じる上軸受部と下部シリンダの開口を封じる下軸受部と、この上軸受部に設けられた吐出弁を備えた上吐出ポートと、この吐出弁を覆うカップマフラーと、下軸受部に設けられた吐出弁を備えた下吐出ポートと、この吐出弁を覆うカップマフラーとで構成された密閉型圧縮機において、前記下吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖ２）を前記上吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖ１）より大きくした（Ｖ２＞Ｖ１）ことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項３】
冷媒がＨＦＣ系冷媒あるいはＨＦＣ系冷媒を主体とする冷媒であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
トップクリアランスボリューム（ＶＡ＋Ｖａ）あるいはトップクリアランスボリューム（Ｖ１＋Ｖ２）が下記実験式（１）あるいは（２）で表される時、ａが３〜７の範囲になるようにトップクリアランスボリューム（ＶＡ＋Ｖａ）あるいはトップクリアランスボリューム（Ｖ１＋Ｖ２）を決めることを特徴とする請求項３記載の密閉型圧縮機。
（ＶＡ＋Ｖａ）＝Ｖ０  ／ρｓ  ×ａ        （１）
あるいは
（Ｖ１＋Ａ２）＝Ｖ０  ／ρｓ  ×ａ        （２）
ただし、Ｖ０  は排除容積、ρｓ  は吸入冷媒密度を表し、ａは係数である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型圧縮機に関するものであり、さらに詳しくはオゾン層を破壊する危険がないＨＦＣ系冷媒などを使用する冷凍装置に使用される密閉型圧縮機であって、Ｃ．Ｏ．Ｐを向上させた密閉型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷凍機の冷媒として用いられているものはジクロロジフルオロメタン（Ｒ−１２）や共沸混合冷媒のＲ−２２とモノクロロペンタフルオロエタン（Ｒ−１１５ａ）とからなるＲ−５０２が多い。しかしながら、上記の冷媒は、オゾン破壊が高く、大気中に放出されて地球上空のオゾン層に到達すると、このオゾン層を破壊する。このオゾン層の破壊は冷媒中の塩素基（Ｃｌ）により引き起こされる。
そこで、塩素基の含有量の少ない冷媒、例えはクロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２、Ｒ−２２）、塩素基を含まない冷媒、例えはジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２、Ｒ−３２）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ−１２５、Ｒ−１２５）や１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ、Ｒ−１３４ａ）あるいはこれらの２種あるいは２種以上の混合物（例えば、Ｒ４１０Ａ）がこれらの代替冷媒（以下、ＨＦＣ系冷媒と称す）として考えられている。
【０００３】
圧縮要素により圧縮した冷媒を複数の吐出ポートから密閉容器内に吐出するタイプの従来の密閉型圧縮機においては、各吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖ）はいずれも同一であった。しかし吐出ポートから密閉容器内に吐出される冷媒の流路抵抗は各吐出ポートの位置、配置などにより異るので、各種のＨＦＣ系冷媒を使用していずれの場合もＣ．Ｏ．Ｐを向上できるような設計を行うことは困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、オゾン層を破壊する危険がないＨＦＣ系冷媒などを使用する冷凍装置に使用される密閉型圧縮機であって、Ｃ．Ｏ．Ｐを向上させた密閉型圧縮機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記の課題を解決すべく研究を重ねた結果、吐出ポートから密閉容器内に吐出される冷媒の流路抵抗が大きい方の吐出ポートのトップクリアランスボリュームを、同冷媒の流路抵抗が小さい方の吐出ポートのトップクリアランスボリュームより大きくすることにより、さらに好ましくは、これらのトップクリアランスボリュームの和が特定の実験式で表されるようにこれらのトップクリアランスボリュームスを決めることにより、前記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明の請求項１の発明は、上側に回転軸を有する電動要素と、下側にこの電動要素の回転軸によって駆動される圧縮要素とを収納し、吸入した冷媒をこの圧縮要素により圧縮して密閉容器内に吐出した後、密閉容器外へ吐出するようにした密閉型圧縮機であって、かつ、この圧縮要素は吸入ポートを備えたシリンダと、前記回転軸の偏心部によりシリンダ内を回転するローラと、このローラに接してシリンダ内を分けるベーンと、シリンダの開口を封じる上軸受部と下軸受部と、これらの軸受部に設けられた吐出弁を備えた複数の吐出ポートと、これらの吐出弁を覆うカップマフラーとで構成された密閉型圧縮機において、前記吐出ポートから密閉容器内に吐出される冷媒の流路抵抗が大きい方の吐出ポートのトップクリアランスボリューム（ＶＡ）を、同冷媒の流路抵抗が小さい方の吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖａ）より大きくした（ＶＡ＞Ｖａ）ことを特徴とする密閉型圧縮機である。
【０００７】
本発明の請求項２の発明は、上側に回転軸を有する電動要素と、下側にこの電動要素の回転軸によって駆動される複数の圧縮要素とを収納し、吸入した冷媒をこの圧縮要素により圧縮して密閉容器内に吐出した後、密閉容器外へ吐出するようにした密閉型圧縮機であって、かつ、この複数の圧縮要素はいずれも吸入ポートを備えたシリンダと、前記回転軸の偏心部によりシリンダ内を回転するローラと、このローラに接してシリンダ内を分けるベーンを備え、かつ上部シリンダの開口を封じる上軸受部と下部シリンダの開口を封じる下軸受部と、この上軸受部に設けられた吐出弁を備えた上吐出ポートと、この吐出弁を覆うカップマフラーと、下軸受部に設けられた吐出弁を備えた下吐出ポートと、この吐出弁を覆うカップマフラーとで構成された密閉型圧縮機において、前記下吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖ２）を前記上吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖ１）より大きくした（Ｖ２＞Ｖ１）ことを特徴とする密閉型圧縮機である。
【０００８】
本発明の請求項３の発明は、請求項１あるいは請求項２記載の密閉型圧縮機において、冷媒がＨＦＣ系冷媒あるいはＨＦＣ系冷媒を主体とする冷媒であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４の発明は、請求項３記載の密閉型圧縮機において、トップクリアランスボリューム（ＶＡ＋Ｖａ）あるいはトップクリアランスボリューム（Ｖ１＋Ｖ２）が下記実験式（１）あるいは（２）で表される時、ａが３〜７の範囲になるようにトップクリアランスボリューム（ＶＡ＋Ｖａ）あるいはトップクリアランスボリューム（Ｖ１＋Ｖ２）を決めることを特徴とする。
（ＶＡ＋Ｖａ）＝Ｖ０  ／ρｓ  ×ａ        （１）
あるいは
（Ｖ１＋Ａ２）＝Ｖ０  ／ρｓ  ×ａ        （２）
ただし、Ｖ０  は排除容積、ρｓ  は吸入冷媒密度を表し、ａは係数である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の密閉型ロータリ圧縮機の１例を示す断面図である。
図２の（ａ）は、図１に示した本発明の密閉型ロータリ圧縮機のシリンダ１７Ａ、偏心部１８、ローラ１９、ベーン２０、吐出ポート２３Ａなどの関係を説明する説明図であり、図２の（ｂ）は、図１に示した本発明の密閉型ロータリ圧縮機のシリンダ１７Ａ、ローラ１９、上軸受部２１、吐出ポート２３Ａなどの関係を説明する説明図である。
図１、図２において、１は底部にオイルの貯溜されたオイル溜２を有する密閉容器で、この容器内には上側に電動要素３が、下側にこの電動要素の回転軸４によって駆動される回転圧縮要素５が収納されている。電動要素３は密閉容器１の内壁に固着された固定子６と、この固定子の内部でエアギャップ７を介して回転軸４に挿着された回転子８とで構成されている。固定子６は外周に切欠によりオイル戻し孔９を有する鉄心１０と、上下に臨ませたコイルエンド１１を有する巻線１２とで構成されている。１３は回転子８の鉄心である。
【００１１】
回転圧縮要素５は２個のシリンダ１７Ａ、１７Ｂを備えている。シリンダ１７Ａ、１７Ｂはほぼ同じ構成を有するので、簡略のために、シリンダ１７Ａについて構成を説明する。回転軸４の偏心部１８によりシリンダ１７Ａ内を回転するローラ１９と、このローラに接してシリンダ１７Ａ内を分けるベーン２０と、シリンダ１７の開口を封じる上軸受部２１と、この上軸受部２１に設けられた吐出弁２３を備えた吐出ポート２３Ａと、この吐出弁２３を覆うカップマフラー２４Ａとで構成されている。このカップマフラーの上面には吐出口２５が設けられている。
【００１２】
２６は冷媒吐出管で、この冷媒吐出管は密閉容器１の上部を密閉しているエンドキャップ２７に貫通して設けられている。２８はアキュムレータである。矢印は冷媒の流れを示す。
【００１３】
このように構成された密閉型ロータリ圧縮機において、アキュムレータ２８を経て吸入ポート３０Ａからシリンダ１７Ａ内に流入した冷媒はローラ１９とベーン２０との共働により圧縮され、吐出ポート２３Ａから吐出弁２３を開放してカップマフラー２４Ａ内に吐出される。このカップマフラー内の冷媒は吐出口２５から電動要素３のエアギャップ７を通って、この電動要素の上部に吐出される。電動要素３の上部に吐出された冷媒は回転子８の回転により旋回させられ、内部に含まれている質量の重いオイルを旋回による遠心力で密閉容器１の内壁側に振り飛ばして分離している。オイルの分離された冷媒は吐出管２６から密閉容器１外に吐出される。そして、分離されたオイルは固定子６のオイル戻し孔９からオイル溜２へ戻される。
【００１４】
一方、アキュムレータ２８を経て吸入ポート３０Ｂからシリンダ１７Ｂ内に流入した冷媒は同様にしてローラとベーンとの共働により圧縮され、図示しない吐出ポート２３Ｂから図示しない吐出弁を開放してカップマフラー２４Ｂ内に吐出される。このカップマフラー２４Ｂ内の冷媒は密閉容器内の通路３１、密閉容器外の通路３２を経て電動要素３の下部に導入されエアギャップ７などを通って、この電動要素の上部に吐出される。
【００１５】
図２に斜線で示した部分のボリュームが、本発明でいう上吐出ポートである吐出ポート２３Ａのトップクリアランスボリューム（Ｖ１）に相当する（シリンダ１７Ａの切り欠き部３３のボリュームを含む）。一方、これに対応して図示しないが本発明でいう下吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖ２）は、図示しない吐出ポート２３Ｂのトップクリアランスボリュームである（シリンダ１７Ｂの切り欠き部のボリュームを含む）。
図示しない下吐出ポートである吐出ポート２３Ｂからカップマフラー２４Ｂ内に吐出され、密閉容器内の通路３１、密閉容器外の通路３２を経て電動要素３の下部に導入される冷媒の流路抵抗は、上吐出ポートである吐出ポート２３Ａからカップマフラー２４Ａ内に吐出され、このカップマフラーの吐出口２５から電動要素３の下部に吐出される冷媒の流路抵抗より大きい。
そこで本発明においては、下吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖ２）を上吐出ポートのトップクリアランスボリューム（Ｖ１）より大きく（Ｖ２＞Ｖ１）することにより冷媒の上記流路抵抗の差による影響を補償しようとするものである。
【００１６】
上記の例では、シリンダが２個ある場合について説明したが、シリンダは２個以上でもよく、冷媒の各流路抵抗の差による影響を補償するように上記と同様に各トップクリアランスボリュームを決めれば、この場合においても本発明の効果を奏する。
また本発明においては、シリンダが１つで吐出口が複数ある場合でも、各吐出口に対応する冷媒の流路抵抗の差による影響を補償するように各トップクリアランスボリュームを決めれば、本発明の効果を奏する。
【００１７】
また本発明においては、トップクリアランスボリュームの和（ＶＡ＋Ｖａ）あるいは（ＶＡ＋Ｖａ）が前記の実験式（１）あるいは（２）を満足するように各トップクリアランスボリュームを決めることが好ましい。
【００１８】
図３はＣ．Ｏ．Ｐと係数ａの関係を示すグラフである。従来は係数ａは８．５程度であり、Ｃ．Ｏ．Ｐは４．０程度であったが、図３から、係数ａを３〜７、好ましくは４〜６とすることによりＣ．Ｏ．Ｐを４．０以上、４．１程度まで向上することができることが判る。
ＨＦＣ系冷媒として密度の高い、例えば、Ｒ４１０Ａなどを使用する場合は、係数ａを上記の範囲にすることでより効果的にＣ．Ｏ．Ｐを向上することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成することにより、密閉型圧縮機のＣ．Ｏ．Ｐの向上を達成することができる。
本発明の密閉型圧縮機は簡単な構成からなるので経済的である上、上記のように効果が大きく産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の密閉型圧縮機の１例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示した本発明の密閉型圧縮機のシリンダ、偏心部、ローラ、ベーン、吐出ポートなどの関係を説明する説明図であり、（ｂ）は、図１に示した本発明の密閉型ロータリ圧縮機のシリンダ、ローラ、上軸受部、吐出ポートなどの関係を説明する説明図である。
【図３】Ｃ．Ｏ．Ｐと係数ａの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  密閉容器
２  オイル溜
３  電動要素
４  回転軸
５  回転圧縮要素
６  固定子
７  エアギャップ
８  回転子
９  オイル戻し孔
１７Ａ、１７Ｂ  シリンダ
１８  偏心部
１９  ローラ
２０  ベーン
２１  上軸受部
２２  下軸受部
２３  吐出弁
２３Ａ  吐出ポート
２４Ａ、２４Ｂ  カップマフラー
２５  吐出口
２６  冷媒吐出管
２７  エンドキャップ
３０Ａ、３０Ｂ  吸入ポート
３１、３２  通路
３３  切り欠き部
【図１】
0003619622.tif 000002
【図２】
0003619622.tif 000003
【図３】
0003619622.tif 000004