(57)【要約】  吸入口（１１４）が吸入管（１０１）の開口部（１０２）に対し、吸入口（１１４）前方の冷媒の流れに対し吸入口（１１４）の上流から回転子（１０５）の回転方向側にオフセット配置することで、低温の冷媒を吸入口（１１４）前方の冷媒の流れに対し吸入口（１１４）の上流から供給され、低温の冷媒を効率よく吸入口（１１４）から吸入し、シリンダ（１１１）に低温の冷媒を供給することができる密閉型圧縮機を提供する。
2008542597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に収容されて固定子と回転子とからなる電動要素と、
前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、
前記密閉容器内外を連通し前記密閉容器内に開口する開口部を有する吸入管と、を備え、
前記圧縮要素は、
コイルばねによって弾性的に支持され、前記回転子とともに回転するシャフトと、圧縮室を形成するシリンダと、前記シリンダに連通する消音空間を形成する吸入マフラーと、を有し、
前記吸入マフラーに前記消音空間と前記密閉容器内空間とを連通する吸入口を形成するとともに、前記吸入口を前記開口部に対し前記回転子の回転方向にオフセット配置した
密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記開口部の軸心方向から見た投影図において、
前記開口部と前記吸入口が少なくとも一部で重なるように配置された
請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記吸入口の前記回転子の回転方向側に、前記密閉容器内側面方向に突出した壁部を設けた
請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記吸入マフラーに前記密閉容器内側面に対向する外壁面を形成し、
前記吸入口を前記吸入マフラーの前記外壁面に配置した
請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記開口部の開口面積を前記吸入口の開口面積より大きくした
請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に用いられる密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高効率を目的とした密閉型圧縮機には、吸入マフラーの吸入口を吸入管と近接対向したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。
【０００４】
図４は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の断面図である。図５は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の開口部の軸心方向から見た要部概略図である。
【０００５】
図４、図５において、密閉容器１内に収容されて固定子２と回転子３とから構成される電動要素４と、電動要素４によって駆動される圧縮要素５と、密閉容器１内外を連通し密閉容器１内に開口する開口部６を有する吸入管７を有し、圧縮要素５は回転子３とともに回転するシャフト８と、圧縮室９を形成するシリンダ１０と、シリンダ１０に連通する消音空間１１を形成する吸入マフラー１２を備え、吸入マフラー１２に消音空間１１と密閉容器１内空間とを連通する吸入口１３を形成するとともに吸入口１３の軸心と開口部６の軸心とが一致するように配置されている。
【０００６】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
【０００７】
固定子２が通電され、回転子３とともにシャフト８が回転することで、外部冷凍システム（図示せず）から流れてきた冷媒は、吸入管７を介して開口部６から一旦密閉容器１内に開放されてから吸入口１３を通って吸入マフラー１２内に吸入され、消音空間１１を通ってシリンダ１０内に吸入される。
【０００８】
しかしながら、上記従来の構成では、密閉容器１内の冷媒は回転子３の回転と同方向に回転しており、開口部６から密閉容器１内に開放された低温の冷媒は回転子３の回転方向に流されてしまう。そのため、吸入口１３を通って吸入マフラー１２内に吸入される冷媒は密閉容器１内の高温の冷媒を高い割合で吸入してしまうので、冷媒の単位時間当たりの吸入質量（冷媒循環量）が少なくなり、十分な効率向上効果が得られなかった。
【特許文献１】米国特許第５４９６１５６号明細書
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、冷媒循環量が多く、高い効率を備えた密閉型圧縮機を提供する。
【００１０】
本発明の密閉型圧縮機は、吸入マフラーの吸入口を吸入管の開口部に対し、回転子の回転方向にオフセット配置したもので、吸入口前方の冷媒の流れに対し、上流側から低温の冷媒を流入させることで、低温の冷媒の混合比率を高くすることにより冷媒循環量を多くするという作用を有する。
【００１１】
本発明の密閉型圧縮機は、冷媒循環量を多くできるので、体積効率が上がり、高い効率を備えた密閉型圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の平面断面図である。図２は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の開口部軸心方向からの投影図である。
【００１４】
図１および図２において、吸入管１０１は開口部１０２で密閉容器１０３に固定されるとともに密閉容器１０３内に開口しており、他端は外部冷凍システム（図示せず）の低圧側に接続されている。
【００１５】
密閉容器１０３内にはインバータ制御装置（図示せず）と繋がっている固定子１０４と回転子１０５からなる電動要素１０６と電動要素１０６によって駆動される圧縮要素１０７が収容されている。電動要素１０６は複数の回転数で運転される。また密閉容器１０３内には冷媒が充填されている。
【００１６】
圧縮要素１０７は複数のコイルばね１０８に弾性支持されており、回転子１０５に固定されたシャフト１０９と、圧縮室１１０を形成するシリンダ１１１と、消音空間１１２を形成する吸入マフラー１１３とを備えている。
【００１７】
密閉容器１０３には、一端が冷凍システム（図示せず）に連通し他端が密閉容器１０３内に開口する開口部１０２を有した吸入管１０１が固定されている。
【００１８】
吸入マフラー１１３の消音空間１１２はシリンダ１１１に連通している。吸入マフラー１１３の密閉容器側外壁面１１５の面上には、消音空間１１２と密閉容器１０３内空間とを連通する吸入口１１４が、密閉容器１０３内側に向かって開口するように形成されている。
【００１９】
吸入口１１４は吸入管１０１の開口部１０２に近接している。吸入管１０１の開口部１０２の軸心方向から見ると、吸入口１１４の中心は開口部１０２の中心に対して回転子１０５の回転方向側にずらした位置に配置されている（以降、この配置を「オフセット配置」という）。
【００２０】
ここで、回転子１０５は図１において（右回りor時計の回転方向）に回転する。
【００２１】
また、図２に示すように、開口部１０２の開口面積は吸入口１１４の開口面積より大きい。開口部１０２の軸心方向から見ると、開口部１０２と吸入口１１４は少なくとも一部が重なるように配置されている。また、吸入マフラー１１３の回転子１０５の回転方向側側面には、密閉容器１０３内側面方向に突出した壁部１１６が設けられている。
【００２２】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２３】
電動要素１０６の固定子１０４にインバータ制御基盤（図示せず）より通電がされ、回転子１０５とシャフト１０９が回転する。この回転により、吸入行程時にシリンダ１１１内の圧力が低下することで密閉容器１０３内の圧力が低下する。その結果、冷凍システム（図示せず）から吸入管１０１の開口部１０２を通って冷媒が密閉容器１０３内に流入する。この冷媒は吸入口１１４から吸入マフラー１１３内に吸入され、消音空間１１２を通ってシリンダ１１１内で圧縮され、再び冷凍システム（図示せず）へと吐出される。
【００２４】
この際、密閉容器１０３内の冷媒は回転子１０５の回転と同方向に回転している。また、開口部１０２から密閉容器１０３内に開放された冷媒は、密閉容器１０３内の冷媒に流されながら密閉容器１０３内の冷媒と混合していく。
【００２５】
通常、冷凍サイクル（図示せず）から戻ってきた冷媒は外気温度に近い温度であり、吸入管１０１の開口部１０２に到達した冷媒は、ほぼこの低温度を保っている。一方、密閉容器１０３内の冷媒は、高温となる圧縮要素１０７や電動要素１０６にさらされて外気温度よりはるかに高温になっている。そのため、開口部１０２から密閉容器１０３内に開放された冷媒は、密閉容器１０３内の冷媒に流されながら温度が上昇していく。
【００２６】
本実施の形態１では、吸入口１１４が吸入管１０１の開口部１０２に近接しており、回転子１０５の回転方向側にオフセット配置されているため、開口部１０２の低温の冷媒は、吸入口１１４前方の冷媒の流れに対し吸入口１１４の上流から密閉容器１０３内に開放される。従って、流されてきた低温の冷媒は効率よく吸入口１１４から吸入され、密閉容器１０３内の高温の冷媒が吸入される割合を低減させることができる。その結果、シリンダ１１１へ低温の冷媒が効率よく供給され、密閉型圧縮機の冷凍性能が向上する。このように、密閉型圧縮機の体積効率を高めることで、高い効率を備えた密閉型圧縮機が実現される。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の吸入口のオフセット位置と冷凍性能の関係図である。図３に示すように、吸入口１１４の位置を吸入管１０１の開口部１０２に対し回転子１０５の回転方向側から反回転方向側に順次離していくと（この離された位置を「オフセット位置」という）、冷凍性能のピークが存在する。そして、このピークが回転子１０５の反回転方向側に離れた位置にあることが分かる。
【００２８】
吸入口１１４の位置を吸入管１０１の開口部１０２に対し回転子１０５の回転方向側に大きくオフセット配置すると急激に冷凍性能が落ちる。その理由は、吸入口１１４前方の冷媒の流れに対し開口部１０２を下流側に配置すると、ほとんどの低温の冷媒が吸入口１１４から吸入されずに流されてしまうためである。
【００２９】
一方、回転子１０５の反回転方向側に大きくオフセット配置すると冷凍性能が落ちていく。その理由は、吸入口１１４前方の冷媒の流れに対し上流側に大きく離れてしまうので、低温の冷媒が吸入口１１４前方に到達するまでに高温の冷媒と混合し温度が上昇してしまうからである。
【００３０】
また、図３おいて、インバータ制御によるシャフト１０９の回転数が変化しても、最も冷凍性能が向上する開口部１０２のオフセット位置はあまり大きく変化していない。
【００３１】
開口部１０２より密閉容器１０３内に開放された冷媒の流れは、密閉容器１０３内の冷媒の流れに依存する。よって、インバータ制御により複数の回転数で運転すると、吸入口１１４前方の冷媒の流れ方は、回転子１０５の最高回転数運転時と最低回転数運転時で大きく異なる。しかしながら、高回転数運転時では吸入口１１４前方の冷媒の流れは速いが、冷媒の循環量が多いため冷凍サイクル（図示せず）から戻ってくる冷媒の速度も速くなっている。一方、低回転数運転時では吸入口１１４前方の冷媒の流れは遅いが、冷媒の循環量が少ないため冷凍サイクル（図示せず）から戻ってくる冷媒の速度も遅くなる。従って、最も冷凍性能が向上する開口部１０２のオフセット位置は、ほぼ一定になるものと推定される。
【００３２】
圧縮要素１０７はコイルばね１０８に弾性支持されているため、圧縮機の設置状態などの影響で圧縮機が傾いてしまうと密閉容器１０３内で傾く。よって、吸入口１１４と開口部１０２の相対位置が変化してしまう。コイルばね１０８は圧縮機の振動を低減するために剛性を低くしてあり、吸入口１１４と開口部１０２の相対位置の変化を防ぐことは難しい。
【００３３】
図３に示すように、吸入口１１４が吸入管１０１の開口部１０２に対し回転子１０５の回転方向側にオフセット配置すると、反回転方向側と比べ急激に冷凍性能が低下してしまう。
【００３４】
そこで、本実施の形態１では、吸入マフラー１１３の密閉容器側外壁面１１５に吸入口１１４を配置する。開口部１０２の軸心方向から見た投影図において、開口部１０２と吸入口１１４が一部重なるように配置し、開口部１０２の開口面積を吸入口１１４の開口面積より大きくしている。このような構成により、圧縮機が多少傾いて設置されても、吸入口１１４が吸入管１０１の開口部１０２に対し回転子１０５の回転方向側に大きくオフセット配置されることを防ぐことができる。また、吸入口１１４より流入しなかった低温の冷媒が吸入マフラー１１３の密閉容器側外壁面１１５を冷却し、消音空間１１２部内の冷媒を冷却することができる。従って、シリンダ１１１へ低温の冷媒が供給される。その結果、設置条件に拘らず、密閉型圧縮機の冷凍性能を安定して向上させることができる。
【００３５】
また、本実施の形態１では、吸入口１１４の回転子１０５の回転方向側に密閉容器１０３内側面方向に吸入マフラー１１３から突出した壁部１１６が設けられている。壁部１１６は、吸入口１１４前方の冷媒の流れを阻害し、その流れを遅くする。よって、吸入口１１４前方に比較的低温の冷媒が留まり、開口部１０２から密閉容器１０３内に開放された冷媒の温度上昇が小さくなる。その結果、シリンダ１１１へ低温の冷媒が供給され、密閉型圧縮機の冷凍性能が向上する。
【００３６】
なお、本実施の形態１では電動要素をインバータとしたが、回転子１０５の回転数が一定速のインダクションであってもよい。インダクションであっても、吸入口１１４前方の冷媒の流れに合わせ、吸入口１１４を開口部１０２に対しオフセット配置することにより同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、高い効率および信頼性を備えることが可能となるので、エアーコンディショナー、冷凍冷蔵装置等に用いられる密閉型圧縮機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の平面断面図
【図２】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の開口部軸心方向からの投影図
【図３】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の吸入口のオフセット位置と冷凍性能の関係図
【図４】従来の密閉型圧縮機の断面図
【図５】従来の密閉型圧縮機の開口部の軸心方向から見た要部概略図
【符号の説明】
【００３９】
１０１    吸入管
１０２    開口部
１０３    密閉容器
１０４    固定子
１０５    回転子
１０６    電動要素
１０７    圧縮要素
１０８    コイルばね
１０９    シャフト
１１０    圧縮室
１１１    シリンダ
１１２    消音空間
１１３    吸入マフラー
１１４    吸入口
１１５    密閉容器側外壁面
１１６    壁部
【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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【国際調査報告】
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