(57)【要約】  【課題】多量の液体が圧縮室内へと流入することを防止することで、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を提供するものである。  【解決手段】吸入口１１４から延出し、吸入管１０７と吸入口１１４を連通する連通路１１５の吸入管１０７と対向する壁面に連通路１１５外へ開く排出弁１１７を設けることによって、吸入管１０７から流入した液冷媒１１６や多量のオイルを圧縮室内へと流入することを抑制することができるので、高効率で高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を提供できるものである。【選択図】図４
2008223603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子および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、前記電動要素および前記圧縮要素を収納した密閉容器と、前記密閉容器内外を連通する吸入管とを有し、前記圧縮要素は圧縮室を有するシリンダーブロックと、前記圧縮室内を往復動するピストンと、前記圧縮室に連通する消音空間を形成する吸入マフラーとを備え、前記吸入マフラーは前記消音空間に冷媒を吸入する吸入口と、前記吸入マフラーと前記吸入管とを可撓性材料でできた連通路で連通するとともに、前記連通路の前記吸入管と対向する壁面に連通路外へ開く排出弁を備えた密閉型圧縮機。
【請求項２】
連通路は少なくとも一部がゴム材で形成されている請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
連通路は一端が吸入マフラーに固定され、他端が密閉容器内周面で吸入管開口端外周の部位に当接された請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
排出弁は逆止弁である請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
排出弁は板ばねで形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
吸入口は、排出弁よりも密閉容器上方へ配置された請求項１から５のいずれか一項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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高効率を目的とした密閉型圧縮機は吸入マフラーの吸入口と吸入管とを可撓性材料でできた連通路で連通したものがある（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５は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図６は特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の側断面図である。
【０００５】
図５、図６において、密閉容器１は、固定子２および回転子３とからなる電動要素４と、電動要素４によって駆動される圧縮要素５とを収納しており、密閉容器１の内外を連通する吸入管６を備えている。
【０００６】
電動要素４と圧縮要素５は一体に組み立てられており、複数のコイルばね（図示せず）により密閉容器１内に弾性的に支持されている。
【０００７】
圧縮要素５は、円筒状の圧縮室７が形成されたシリンダーブロック８と、圧縮室７内の往復摺動自在に挿入されたピストン９と、圧縮室７に連通する消音空間１０を形成する吸入マフラー１１とを備えている。
【０００８】
吸入マフラー１１は消音空間１０と密閉容器１内空間とを連通する吸入口１２とを形成するとともに、吸入口１２と吸入管６とを連通する連通路１３が取付けられている。
【０００９】
連通路１３は、吸入管６を包囲するように密閉容器１の内壁面に弾性接触するように押圧されている。
【００１０】
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。
【００１１】
電動要素４に外部電源より通電がされると回転子３が回転し、これに伴ってピストン９は圧縮室７内で往復運動を行い、圧縮要素５が所定の圧縮動作を行う。
【００１２】
それにより、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から流れてきた冷媒は、吸入管６から連通路１３を介し吸入口１２を通って吸入マフラー１１内に吸入され、消音空間１０を通って圧縮室７内に吸入される。圧縮室７に導かれた冷媒は、ピストン９の往復運動により圧縮室７内で圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【００１３】
冷媒が吸入マフラー１１に吸入される際には、吸入管６と吸入口１２とが連通路１３を介して連通しているため、冷媒の温度が比較的低いまま吸入マフラー１１内に吸入され、その結果、冷媒の単位時間当たりの吸入質量（冷媒循環量）は大きくなり、効率が向上して密閉型圧縮機の効率が向上する。
【特許文献１】国際公開第８６／０２７０３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の構成では、外部冷却システムから多量の液冷媒やオイルが吸入管６から密閉容器１内に流入した際、吸入管６と吸入口１２が連通路１３を介して連通しているため、液冷媒やオイルが吸入マフラー１１内に吸い込まれて圧縮室７内に導かれて、圧縮室７内で液圧縮が発生し、圧縮要素５が破損する可能性があった。
【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、液圧縮を防止することで、液圧縮による破損を防止し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記従来の課題を解決するために本発明の密閉型圧縮機は、吸入マフラーの吸入口と吸入管とを可撓性材料でできた連通路で連通するとともに、連通路の吸入管と対向する壁面に連通路外へ開く排出弁を設けたもので、排出弁が開くことにより吸入管より戻ってきた多量の液冷媒やオイルを吸入口へ導かないので液圧縮を起こしにくいという作用を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の密閉型圧縮機は、吸入管より多量の液冷媒やオイルが戻ってきても、液圧縮を防止することができ、液圧縮による破損を防止し、信頼性の高い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】
【００１８】
請求項１に記載の発明は、固定子および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、前記電動要素および前記圧縮要素を収納した密閉容器と、前記密閉容器内外を連通する吸入管とを有し、前記圧縮要素は圧縮室を有するシリンダーブロックと、前記圧縮室内を往復動するピストンと、前記圧縮室に連通する消音空間を形成する吸入マフラーとを備え、前記吸入マフラーは前記消音空間に冷媒を吸入する吸入口と、前記吸入マフラーと前記吸入管とを可撓性材料でできた連通路で連通するとともに、前記連通路の前記吸入管と対向する壁面に連通路外へ開く排出弁を備えたもので、吸入管より多量の液冷媒やオイルが戻ってきた際、排出弁が冷媒ガスより密度の高い液冷媒やオイルの慣性力によって撓むため、液冷媒やオイルが排出弁から連通路外へ排出されて吸入マフラー内へ導かれず、圧縮室内で液圧縮が発生することを防止することができ、液圧縮による圧縮要素破損を防止し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、連通路の少なくとも一部がゴム材で形成されているものであり、ゴムの伸縮性を利用して吸入マフラーの吸入口に取付けることができ、請求項１の発明の効果に加えて、組み立て性を向上することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、連通路は一端が吸入マフラーに固定され、他端が密閉容器内周面で吸入管開口端外周の部位に当接されたもので、圧縮機の起動・停止時、圧縮要素が密閉容器内で大きく振れても、連通路は密閉容器内面に当接されているので自由度が広がり、連通路の破損を防ぐことができるので請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、排出弁が連通路の外へ開く逆止弁としているものであり、密閉容器内の温度の高い冷媒ガスやフォーミング現象による泡が排出弁を介して連通路へ浸入することが防止できるため、請求項１からは３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は請求項１または４に記載の発明において、排出弁が板ばねで形成されているものであり、排出弁が開閉を繰り返しても長期間に亘り耐久性を維持することができるため、請求項１または４に記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、吸入口は排出弁よりも密閉容器上方へ配置されたもので、吸入管より流入した液冷媒や多量のオイルは比重が大きいために、排出弁に衝突して減速した際に重力により下方へと流れやすいため、上方に配置された吸入口へ流入することが極めて少なくすることができるので、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００２４】
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。
【００２５】
（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側断面図、図２は、同実施の形態における吸入管軸心方向からの縦断面図、図３は、同実施の形態における要部拡大図、図４は、同実施の形態における液戻り時の要部拡大図である。
【００２６】
図１から図４において、密閉容器１０１は、底部にオイル１０２を貯溜すると共に、固定子１０３および回転子１０４とからなる電動要素１０５と、電動要素１０５によって駆動される圧縮要素１０６とを収納しており、密閉容器１０１の内外を連通する吸入管１０７を備えている。
【００２７】
電動要素１０５と圧縮要素１０６は一体に組み立てられ、複数のコイルばね１０８により密閉容器１０１内に弾性的に支持されている。
【００２８】
圧縮要素１０６は円筒状の圧縮室１０９が形成されたシリンダーブロック１１０と、圧縮室１０９内の往復摺動自在に挿入されたピストン１１１と、圧縮室１０９に連通する消音空間１１２を形成する吸入マフラー１１３とを備えている。
【００２９】
吸入マフラー１１３は消音空間１１２と密閉容器１０１内空間とを連通し、吸入管１０７の軸心方向から見た投影図において吸入管１０７とラップしないように配置された吸入口１１４とを形成するとともに、ゴムにより形成され、吸入口１１４と吸入管１０７とを連通する吸入マフラー１１３に固定された連通路１１５を備えている。
【００３０】
この連通路１１５は吸入管１０７から吸入マフラー１１３の吸入口１１４に冷媒１１６を導くように、吸入マフラー１１３の吸入口１１４から延出し、吸入管１０７を包囲するように密閉容器１０１の内壁面に弾性接触で押圧されており、吸入管１０７と対向する位置に排出弁１１７を備えている。
【００３１】
排出弁１１７は板ばね材により形成されており、連通路１１５外側に開く逆止弁となっている。
【００３２】
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。
【００３３】
電動要素１０５に外部電源より通電がされると回転子１０４が回転し、これに伴ってピストン１１１は圧縮室１０９内で往復運動を行い、圧縮要素１０６が所定の圧縮動作を行う。
【００３４】
吸入行程時に圧縮室１０９の圧力が低下することで連通路１１５の圧力が低下し、外部冷凍システム（図示せず）から吸入管１０７を通って冷媒１１６が導かれ、吸入管１０７と対向している排出弁１１７に衝突する。
【００３５】
ここで、吸入管１０７を通って連通路１１５内に導かれてきた冷媒１１６が気体の場合、図３に示すように、冷媒１１６の比重が小さいため排出弁１１７に衝突しても排出弁１１７が撓むことがなく、排出弁１１７に衝突した冷媒１１６の一部は圧力の低い吸入口１１４へと導かれ、吸入マフラー１１３の消音空間１１２を通って圧縮室１０９内に吸入される。
【００３６】
圧縮室１０９に導かれた冷媒１１６は、ピストン１１１の往復運動により圧縮室１０９内で圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。この際、圧縮によって生ずる冷媒１１６の脈動は、吸入マフラー１１３の消音空間１１２にて減衰されることで騒音が低減される。
【００３７】
また、吸入口１１４と吸入管１０７を連通路１１５により連通しているため、冷媒１１６の温度が比較的低いまま吸入マフラー１１３内に吸入され、圧縮室１０９内で圧縮される。その結果、冷媒１１６の単位時間当たりの吸入質量（冷媒循環量）は大きくなり、冷凍能力が増えることから圧縮機の効率が向上する。
【００３８】
一方、吸入管１０７を通って連通路１１５内に導かれてきた冷媒１１６が液冷媒であったり多量のオイル１０２を含んでいたりした場合は、図４に示すように、冷媒１１６やオイル１０２の比重が大きいため排出弁１１７に衝突した際に、流体の質量流量による慣性力により排出弁１１７が連通路１１５外側へ撓む。
【００３９】
そして、排出弁１１７に衝突した液冷媒やオイル１０２の大半は、吸入口１１４とは概ね逆の方向へと流れて連通路１１５外に排出されるため、液冷媒やオイル１０２のほとんどは、吸入マフラー１１３の消音空間１１２内に吸入されることはない。
【００４０】
さらに、吸入口１１４を吸入管１０７の軸心方向から見た投影図において、吸入口１１４は吸入管１０７とラップしないように配置することにより、吸入管１０７の軸芯方向に吸入口１１４が開口していないため、吸入管１０７を通って連通路１１５内に導かれ慣性力により直進する液冷媒やオイル１０２は、さらに吸入口１１４に吸い込まれにくくなる。
【００４１】
さらに、吸入口１１４は吸入管１０７よりも密閉容器１０１上方へ配置することにより、吸入管１０７より流入した比重が大きい液冷媒や多量のオイル１０２は、ガイドに衝突して減速した際に重力により下方へと流れやすく、上方に配置された吸入口１１４さらに吸い込まれにくくなる。
【００４２】
さらに、圧縮機の停止中には密閉容器１０１内のオイル１０２に液冷媒が溶解し、大量に溶解した場合、圧縮機の起動時の、密閉容器１０１内の減圧に伴いフォーミング現象が発生することで、発生した泡は密閉容器１０１と電動モータ、及び、密閉容器１０１と圧縮要素１０６の間の空間を上昇する。その際、排出弁１１７が連通路１１５内側に撓んでしまうと、連通路１１５内に泡状の液冷媒やオイル１０２が流入してしまうが、排出弁１１７を連通路１１５外側に開く逆止弁にすることで、泡状の液冷媒やオイル１０２を連通路１１５内に流入することはない。
【００４３】
液冷媒やオイル１０２といった液体が多量に圧縮室１０９内へと流入し、ピストン１１１によって圧縮されると、圧縮室１０９内の内圧を異常昇圧する、いわゆる、液圧縮現象が発生し、圧縮要素１０６の構成要素に過大な応力が作用し、破損や異常摩耗といった故障を引き起こすことがあるが、本実施の形態では、上述した通り、排出弁１１７が撓むことにより多量の液冷媒やオイル１０２が吸入マフラー１１３内へ導かれることがなく、圧縮室１０９内で液圧縮が発生することを防止することができる。
【００４４】
従って、液圧縮による圧縮要素１０６破損を防止し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００４５】
また、吸入行程時は連通路１１５内の圧力は密閉容器１０１内の圧力に対し低くなり、消音空間１１２や連通路１１５、排出弁１１７は外側から圧力が加わるが、排出弁１１７を連通路１１５外側に開く逆止弁にすることにより、密閉容器１０１内で電動要素１０５や圧縮要素１０６により加温された高温の冷媒１１６を連通路１１５内に流入することを防ぎ、効率の低下を防止することができる。
【００４６】
また、圧縮要素１０６はコイルばね１０８に弾性支持されているため、起動時に回転子１０４の影響を受け圧縮要素１０６が大きく変位することがある。停止時においても、圧縮室１０９内の圧力によりピストン１１１が押し戻されることで同様に圧縮要素１０６が大きく変位することがある。コイルばね１０８は、圧縮要素１０６の振動を減衰させ密閉容器１０１に伝達させ、圧縮機の振動を低減するために剛性を低くしてあり、圧縮要素１０６の変位を防ぐことは難しい。そのため、密閉容器１０１の内壁面に当接するように取付けられた連通路１１５の剛性が高いと、起動・停止時に圧縮要素１０６が大きく変位することで、密閉容器１０１と衝突し、その衝撃で破損してしまう可能性があるが、連通路１１５が可撓性材料であるゴムにより形成しているため、圧縮要素１０６が大きく変位しても連通路１１５が撓むことで密閉容器１０１との衝突による衝撃を減衰することができ、破損することがない。さらに、連通路１１５をゴム材で形成することにより、ゴムの伸縮性を利用して連通路１１５を吸入マフラー１１３の吸入口１１４へ取付けることが容易となるため、組み立て性が向上する。
【００４７】
また、排出弁１１７を板ばねで形成することにより、排出弁１１７が開閉を繰り返しても十分な柔軟性を維持しながら長期間に亘り耐久性を維持することができる。さらに、板ばねの材質を適宜選択したり形状を最適化したりすることで、使用する冷媒１１６やオイル１０２の種類や吸入管１０７からの流体の液戻り量に対して、適正な可撓性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
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】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の側断面図
【図２】同実施の形態における吸入管軸心方向からの縦断面図
【図３】同実施の形態における要部拡大図
【図４】同実施の形態における液戻り時の要部拡大図
【図５】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図６】従来の密閉型圧縮機の側断面図
【符号の説明】
【００５０】
１０１  密閉容器
１０３  固定子
１０４  回転子
１０５  電動要素
１０６  圧縮要素
１０７  吸入管
１０９  圧縮室
１１０  シリンダーブロック
１１１  ピストン
１１２  消音空間
１１３  吸入マフラー
１１４  吸入口
１１５  連通路
１１６  冷媒
１１７  排出弁
【図１】
2008223603.tif 000003
【図２】
2008223603.tif 000004
【図３】
2008223603.tif 000005
【図４】
2008223603.tif 000006
【図５】
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【図６】
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