(57)【要約】【課題】密閉容器内に流入した冷媒ガスが効果的にシリンダに吸入される圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器と、密閉容器内に冷媒を供給する吸入管と、吸入管に対向する入口開口部と、冷媒をシリンダに向けて吸入するガス流入通路前室と、ガス流入通路前室から吸入管又は密閉容器内壁に向けて延在する吸入管側延在部と、吸入側延在部より入口開口部側に形成され、入口開口部の外縁の一部又は全部を形成する入口開口形成部と、を有する圧縮機。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
該密閉容器内に冷媒を供給する吸入管と、
該吸入管に対向する入口開口部と、
前記冷媒をシリンダに向けて吸入するガス流入通路前室と、
該ガス流入通路前室から前記吸入管又は前記密閉容器内壁に向けて延在する吸入管側延在部と、
該吸入側延在部より前記入口開口部側に形成され、前記入口開口部の外縁の一部又は全部を形成する入口開口形成部と、を有する圧縮機。
【請求項２】
前記開口形成部は、前記吸入側延在部のうち、前記吸入管側の端部よりも前記吸入管に対して遠い位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記吸入側延在部に略垂直な方向から観察する場合、前記吸入側延在部のうち、前記吸入管側の端部は、前記吸入管と重ならないことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記入口開口部の断面積は、前記吸入管の断面積の１．５〜１５倍であることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至３何れか一項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記入口開口形成部の前記入口開口部側端部と前記吸入管出口とのなす角度θが、前記入口開口形成部の少なくとも何れかの箇所において３０度より大きいことを特徴とする請求項１乃至４何れか一項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記吸入管側延在部は、前記吸入管に対して上側を含む範囲に設けられ、かつ下、左、又は右側の何れか１つ以上の方向側には設けられていないことを特徴とする請求項１乃至５何れか一項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記吸入管は、前記吸入管側延在部のうち、該吸入管側延在部が設けられていない側に寄って位置していることを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
【請求項８】
請求項１乃至５何れか一項に記載の圧縮機を備えた機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機およびこれを用いた機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、吸入管１１の断面積と略同一の断面積の吸入口１０ｄを有する冷媒タンク１０ｃを備えた吸入マフラ１０を開示している（図４等）。吸入管１１の出口は、吸入口１０ｄから離間している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０５１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷媒を受け入れる吸入口１０ｄの断面積が大きい方が吸入管１１からの冷媒を効果的に取り入れることができる。しかし、密閉容器内には高温の冷媒が存在しており、吸入口１０ｄの断面積が大きいと、この高温ガスの吸引量が増大したり、吸入管１１から取り込んだ低温冷媒が冷媒タンク１０ｃから漏れ出して効率が低下する虞がある。また、吸入管１１と吸入口１０ｄとが近過ぎると、圧縮機の駆動に伴う振動で両者が接触して破損する虞がある。
【０００５】
ここで、吸入管から密閉容器内に供給される冷媒ガス量Ａと、吸入マフラが吸い込む冷媒ガス量Ｂの質量流量の時刻歴変化の模式図を図５に示す。例えば冷凍サイクルに接続している圧縮機が駆動している場合、吸入管からは密閉容器内に概ね常にガスが流入しているところ、吸入マフラがシリンダに向けてガスを吸い込む期間は、ピストンが上死点から下死点に移動する吸入工程に概ね限られ、間欠的なものである。
【０００６】
定常的な運転を考えた場合、質量保存則から、吸入管から密閉容器内に流入するガスの時間平均質量流量と、吸入マフラが吸い込むガスの時間平均質量流量は等しい。そのため、吸入マフラ内にガス流れが発生している瞬間においては、その瞬時質量流量は吸入管から密閉容器内に流入するガス流れの瞬時質量流量よりも大きくなっている。このため、原理的には吸入マフラは、吸入管から流出するガスと、密閉容器内に滞留する高温ガスの両方を吸入しなくてはならないが、できる限り吸入管の低温ガスを取り入れることで吸入マフラが吸い込む冷媒温度を低くすることができる。
【０００７】
このため、密閉容器内の高温ガスの吸込みを極力低減するとともに、吸入管からの低温ガスを効率よく取り入れることができる構造が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記事情に鑑みてなされた本発明は、密閉容器と、該密閉容器内に冷媒を供給する吸入管と、該吸入管に対向する入口開口部と、前記冷媒をシリンダに向けて吸入するガス流入通路前室と、該ガス流入通路前室から前記吸入管又は前記密閉容器内壁に向けて延在する吸入管側延在部と、該吸入側延在部より前記入口開口部側に形成され、前記入口開口部の外縁の一部又は全部を形成する入口開口形成部と、を有する圧縮機である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の圧縮機の縦断面図
【図２】実施例１の圧縮機の横断面図
【図３】実施例１の圧縮機の斜視図
【図４】実施例１の吸入管及びガス流入通路の断面模式図
【図５】吸入管および吸入マフラー内のガス流れの質量流量の時刻歴を説明する図
【図６】実施例１のピストンが下死点から上死点に移動する期間（圧縮工程）におけるガスの流れを説明する図
【図７】実施例１のピストンが上死点から下死点に移動する期間（吸入工程）におけるガスの流れを説明する図
【図８】実施例２の吸入管及びガス流入通路の断面模式図
【図９】実施例３のガス流入通路の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。
【００１１】
本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。
【実施例１】
【００１２】
［圧縮機５０の全体構成］
図１は本発明の実施例１の圧縮機５０の縦断面図、図２は実施例１の圧縮機５０の横断面図である。
圧縮機５０は、ステータ５およびロータ６からなる電動要素３０と、シリンダ１、ピストン４、コネクティングロッド２、クランクシャフト７からなる圧縮要素２０とが密閉容器３内に収納された形をとる。圧縮要素２０は電動要素３０の上方に位置するよう構成されている。
【００１３】
密閉容器３には、圧縮機５０が含まれる冷凍サイクルを流れるガスが流入する吸入管５１と、ピストン４及びシリンダ１が形成する圧縮室で圧縮されたガスを吐出する吐出管５２が接合されている。ガスは、吸入管５１を通じて圧縮機５０外から密閉容器３内に導入され、一部が密閉容器３内の空間に放出され、残部がガス流入通路２３に向かい、圧縮室に取り込まれて圧縮され、吐出管５２から圧縮機５０外に排出される。
【００１４】
クランクシャフト７はロータ６の回転に伴い回転する。クランクシャフト７は回転軸から偏心した位置にクランクピン７ａを有しており、クランクピン７ａにはコネクティングロッド２の一端が接続しており、他端はピストンピン４３を介してピストン４と接続している。このような構造により、クランクシャフト７の回転に伴ってピストン４はシリンダ１内を往復運動することとなる。
【００１５】
シリンダ１端部にはシリンダヘッド１０が取り付けられており、シリンダヘッド１０には、ガス流入通路２３に連通する吸入穴及び吐出管５２に連通する吐出穴が設けられている。本実施例のガス流入通路２３は熱伝導率の低いエンジニアリングプラスチックで構成されており、シリンダ１内へ流入するガスの圧縮要素２０からの受熱を抑制している。ガス流入通路２３内にはガス吸入に伴って発生する音を消音する為の構造として、枝管が設けられていてもよい。
【００１６】
［ガス流入通路２３］
図３は実施例１の圧縮機５０の密閉容器３を透視した斜視図、図４は吸入管５１及びガス流入通路２３の断面模式図、図６はピストン４の圧縮工程におけるガス流れを定性的に示した図である。
吸入管５１が供給するガスの残部が流れるガス流入通路２３は、吸入管５１に対向する入口開口部２４１を有するガス流入通路前室２４を備える。
ガス流入通路前室２４は、入口開口部２４１、入口開口形成部２４２、吸入管側延在部２４３、吸入管対向壁２４４を有する。
入口開口部２４１は、ガス流入通路前室２４の入口となる空間であり、吸入管５１に対向している。ガス流入通路前室２４は、ガスを貯留し得るポケット状の空間を有し、本実施例では特に下側に向けて膨らんだ形状となっている。また、ガス流入通路前室２４は、シリンダ１に連通するガス流入通路２３の一端に連通しており、本実施例では膨らんだ側とは反対側にガス流入通路２３が設けられている。
ガスの流入方向に略垂直な断面について、入口開口部２４１の断面積よりもガス流入通路前室２４の断面積の方が大きくなっている。吸入管側延在部２４３は、ガス流入通路前室２４と吸入管５１の間には、ガスの流入方向に略平行な方向及び／又は密閉容器３の内壁に向かう方向に延在しており、密閉容器３の高温ガスの流通抵抗を上昇させている。これにより、密閉容器３の高温ガスがガス流入通路前室２４に侵入することを抑制している。
吸入管側延在部２４３は、入口開口部２４１の全周に設けても良いし、上側、右側、左側、又は下側の何れか１つ以上に設けても良い。高温ガスは比較的上方に分布しやすいと考えられるため、好ましくは、上側のみ又は上側を含んで設ける。全周（４方）に設けるよりもそのうちの一部の方向のみに設ける方が、吸入管側延在部２４３が密閉容器３内壁や吸入管５１に接触する虞を低減できる観点からは好ましい。同様に、吸入管側延在部２４３を３方以下に設ける場合、吸入管５１は、吸入管側延在部２４３を設けない側に寄せて位置させることが好ましい。
【００１７】
ガスのガス流入通路前室２４内への流通抵抗を上昇させるよう、吸入管側延在部２４３から内側に向けて、入口開口部２４１の外縁を形成する入口開口形成部２４２が設けられている。図６に例示するように、吸入工程以外の場面において、吸入管５１からガス流入通路前室２４に侵入した低温ガスは、吸入管対向壁２４４に衝突して向きを変え、入口開口部２４１から外に漏れようとすることがある。入口開口形成部２４２によれば、この漏れを抑制することができる。
【００１８】
ガス流入通路前室２４は、吸入工程の終了直後、吸入管５１から流れるガスを貯留できる程度の内容積と入口の構造を有する。すなわち、吸入工程の終了直後、密閉容器３内の高温ガスが直ちに流れ込んで満たされないように或る程度の流通抵抗を有するよう、かつ、吸入管５１の低温ガスが侵入できるよう、入口開口部２４１の断面積や吸入管５１との位置関係を設定する。
【００１９】
具体的には、入口開口部２４１の断面積は、吸入管５１出口の流路断面積の１．５倍から１５倍の間となるようにすることが望ましい。また、ガス流れの慣性力によってガス流入通路前室２４内のガスが外部に流出しないように、入口開口形成部２４２の入口開口部２４１側端部と吸入管５１出口とのなす角度θが、入口開口形成部２４２の少なくとも何れかの箇所において３０度、４５度、又は６０度より大きくなることが望ましい。特に９０度近傍となるように配置した場合、ガス流入通路前室２４内におけるガス流れは、渦状の円還流となるため、入口開口部２４１外部にガスが流出しにくい構造となる。
【００２０】
さらに、本実施例では吸入管５１からの低温ガスをガス自身の慣性力によってガス流入通路前室２４に溜める構造であるため、入口開口部２４１はできるだけ吸入管５１出口に近いほうが望ましい。しかしながら接近しすぎると、圧縮機運転時の圧縮要素２０の振動によってガス流入通路２３が密閉容器３壁面や吸入管５１出口部に衝突し、破損する恐れがある。本実施例では、吸入管側延在部２４３の外壁を垂直に観察する方向について、吸入管側延在部２４３の吸入管５１側の端部が吸入管５１に重ならないように設定している。
【００２１】
図７はピストンの吸入工程におけるガス流を定性的に示した図である。ガス流入通路２３又はガス流入通路前室２４に滞留していたガスがシリンダ１に流れるが、さらに吸入管５１からの低温ガスや密閉容器３内に滞留する高温ガスも入口開口部２４１を介して流れることがある。
【００２２】
本実施例では、上述したように吸入管側延在部２４３が入口開口部２４１の縁から密閉容器３内壁側に延在し、例えば全周に形成されている。そのため、吸入管側延在部２４３と密閉容器３内壁との隙間が隘路となって、密閉容器３内に滞留する高温ガスが入口開口部２４１へと到達しにくい。
【００２３】
本実施例のように、吸入管５１に向かって延在する入口開口形成部２４２を、吸入管側延在部２４３の吸入管５１側端部よりも吸入管５１出口から遠い位置に形成することで、高温ガスの流入及び貯留したガスの漏れを抑制するとともに、吸入管５１が接触する虞を低減した構成にすることができる。
【００２４】
入口開口形成部２４２及び／又は吸入管側延在部２４３は、ガス流入通路前室２４と一体形成しても良いし、組立や設計自由度の観点から別体で形成しても良い。
【００２５】
以上の通り本実施例によれば、シリンダに吸入される冷媒ガスの温度を低温にしつつ、静音で破損の虞を低減した密閉型圧縮機を提供することが可能となる。
本実施例の圧縮機は、冷蔵庫その他の機器に適用可能である。
【実施例２】
【００２６】
図８は本発明の実施例２の吸入管５１及びガス流入通路２３の断面模式図である。本実施例の構成は、以下の点を除き実施例１と同様にできる。本実施例では吸入管側延在部２４３がガス流入通路前室２４と異なる部材で構成されており、例えばガス流入通路前室２４より柔らかい材料で形成することができる。この場合、吸入管５１との接触による破損の虞を低減できるので、吸入管側延在部２４３は、密閉容器３側に近付くにつれて吸入管５１側に近付くように配しても良い。
【実施例３】
【００２７】
図９は本発明の実施例３のガス流入通路２３の斜視図である。本実施例の構成は、以下の点を除き実施例１と同様にできる。吸入管側延在部２４３は入口開口部２４１の外側全周には形成されておらず、その一部のみとなっている。密閉容器３内壁とガス流入通路２３を構成する部材との隙間が狭い領域には選択的に吸入管側延在部２４３を形成しないようにしている。この場合においても、密閉容器３内壁とガス流入通路２３を構成する部材との隙間が広い領域においては、密閉容器３内に滞留する高温ガスがガス流入通路２３に流入することを吸入管側延在部２４３によって抑制することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…シリンダ２…コネクティングロッド、３…密閉容器、４…ピストン、５…ステータ、６…ロータ、７…クランクシャフト、７ａ…クランクピン、８…フレーム、１７…ヘッドカバー、２０…圧縮要素、２３…ガス流入通路、２４…ガス流入通路前室、２４１…入口開口部、２４２…入口開口形成部、２４３…吸入管側延在部、２４４…吸入管対向壁、３０…電動要素、３５…潤滑油、３５a…潤滑油の流れ方向、４３…ピストンピン、５０…密閉型圧縮機、５１…吸入管、５２…吐出管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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