(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に潤滑油を貯溜すると共に電動モータによって駆動される圧縮要素を収容し、主軸及び偏心軸から構成されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトの主軸を軸支すると共に圧縮室を有するシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記クランクシャフトの偏心軸と前記ピストンを連結する連結手段と、一端がバルブプレートを介して前記圧縮室に連通し、他端に前記密閉容器内に開口する吸入口を備えた吸入マフラーとを前記圧縮要素の構成に含み、前記吸入口が前記吸入マフラーの密閉容器側に開口するとともに、前記吸入口を含む密閉容器側の側面外周に、密閉容器側に延出したマフラー囲いを設け、前記密閉容器内外を連通する吸入管を、前記マフラー囲いの中に対向する位置に開口させ、さらに、前記吸入口の中心を、吸入マフラーの密閉容器側表面の上下左右２５％を除く位置に設けた密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍冷蔵装置等に使用される密閉型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍冷蔵装置等に使用される密閉型圧縮機は、効率向上が強く望まれている。そのため、圧縮室内に吸入するガス冷媒の温度をできるだけ低くすることにより、ガス冷媒の密度を高くして冷媒循環量を大きくし、効率を高める方法が従来から提案されている。例えば、ガス冷媒の温度を低くするために、吸入流路に吸入マフラーを設け、更に、外部冷却回路から戻ってくるガス冷媒を効率よく吸入マフラー内に吸入させるものについて、米国特許第５４９６１５６号公報に示されているような密閉型圧縮機がある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機の一例について説明する。
【０００４】
図９は、従来の密閉型圧縮機の正面断面図で、図１０は、吸入マフラーの側面断面図である。
【０００５】
図９、図１０において、１は密閉容器で、２は圧縮要素で、３は電動モータで、圧縮要素２と電動モータ３は、一体となってコイルばね４にて密閉容器１に弾性支持されている。圧縮要素２は、圧縮室５を有するシリンダブロック６、シリンダヘッド７、ピストン８、クランクシャフト９、連結手段１０、ベアリング１１等により構成されている。電動モータ３は、クランクシャフト９に固定されたローター１２、ステーター１３により構成されており、ステーター１３は、シリンダブロック６にねじ止め固定されている。１４は潤滑油で、密閉容器１の下部に貯溜している。１５は吸入マフラーであり、１６は吸入マフラー１５内に開口し、圧縮室５へと冷媒を導く入口管である。１７は吸入マフラー１５内にガス冷媒を導くための密閉容器１内に開口した円錐型入口ポートである。１８は密閉容器１に固定された吸入管であり、円錐型入口ポート１７に対向して配置されている。また、図示されていないが、吸入マフラー１５の下部に、吸入マフラー内外を連通する排油穴が設けられている。
【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】
電動モータ３によって圧縮要素２のクランクシャフト９、連結手段１０、ピストン８等が駆動され、外部冷却回路（図示せず）から流れてきたガス冷媒は、吸入管１８を介して一旦密閉容器１内に開放されてから、円錐型入口ポート１７を通って吸入マフラー１５内に吸入され、更に入口管１６を通って圧縮室５に間欠的に吸入される。
【０００８】
その際ガス冷媒は、吸入管１８と円錐型入口ポート１７が近接して対向しているため、それらが近接していない場合に比べて、比較的温度が低いまま吸入マフラー１５内に吸入される。その結果、ガス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、冷凍能力が向上して密閉型圧縮機の効率が向上する。
【０００９】
また、停止時には、吸入マフラー１５内の潤滑油１４は、排油穴から吸入マフラー１５外に排出され、起動時に多量の潤滑油１４を圧縮室５に吸入して圧縮することを防止している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、ガス冷媒は、吸入管１８から密閉容器１内に開放されるときに、密閉容器１内の高温で密度の小さいガス冷媒と混合して温度が高くなる。そのため、円錐型入口ポート１７から吸入マフラー１５内に吸入されるガス冷媒は、吸入管１８出口直後のガス冷媒よりかなり高温になり、冷媒循環量が小さくなって効率が低下してしまう。
【００１１】
また、吸入マフラー１５は、密閉容器１内の高温のガス冷媒内にあり、かつ高温の電動モータ３と近接しているため、熱伝達や熱放射により吸入マフラー１５温度が高くなり、ガス冷媒は、吸入マフラー１５内を通る間に受熱して温度が上がり、冷媒循環量が小さくなることにより、冷凍能力や効率が低くなるという欠点があった。
【００１２】
一方、吸入マフラー内に吸入されるガス冷媒の温度を低くするために、吸入管と吸入マフラーの入口ポートとを密着コイルバネの様な流路を連通する手段で連結する仕様、いわゆるダイレクトサクション方式にした場合、ガス冷媒は流路の連通手段により、直接的に吸入マフラー内に流入するため、ガス冷媒温度は低下するが、吸入マフラー内に発生する圧力脈動や吸入マフラーの振動は、流路の連通手段を介してあまり減衰されずに吸入管へと伝達する。そのため、吸入管や吸入管につながる配管等の振動や振動に起因する騒音が大きくなる欠点があった。
【００１３】
本発明は、従来の課題を解決するもので、ガス冷媒を低い温度のまま吸入マフラー内に
吸入し、更に吸入マフラー内での冷媒の温度上昇を小さくすることにより、効率を向上すると共に、圧力脈動と振動を吸入マフラーから吸入管に伝達しにくくして、振動と騒音の小さい密閉型圧縮機を、コストの低い簡単な構造で提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器内に潤滑油を貯溜すると共に電動モータによって駆動される圧縮要素を収容し、主軸及び偏心軸から構成されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトの主軸を軸支すると共に圧縮室を有するシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記クランクシャフトの偏心軸と前記ピストンを連結する連結手段と、一端がバルブプレートを介して前記圧縮室に連通し、他端に前記密閉容器内に開口する吸入口を備えた吸入マフラーとを前記圧縮要素の構成に含み、前記吸入口が前記吸入マフラーの密閉容器側に開口するとともに、前記吸入口を含む密閉容器側の側面外周に、密閉容器側に延出したマフラー囲いを設け、前記密閉容器内外を連通する吸入管を、前記マフラー囲いの中に対向する位置に開口させ、さらに、前記吸入口の中心を、吸入マフラーの密閉容器側表面の上下左右２５％を除く位置に設けた構成となっている。
【００１５】
この構成により、吸入管から密閉容器内に流入する低温のガス冷媒は、大部分が対向する吸入口から吸入マフラー内に直接吸入され、その他はマフラー囲いにより、吸入マフラーの密閉容器側側面と密閉容器の間に一旦滞留した後、吸入口から吸入される。このとき、マフラー囲いの中に一旦滞留されるガス冷媒は、高温の圧縮要素や電動モータに触れないため、ほとんど温度上昇が無く、低温のまま吸入マフラー内に吸入される。また、マフラー囲いの中に低温のガス冷媒が滞留するため、吸入マフラーの密閉容器側側面の温度が低くなり、吸入マフラー内でのガス冷媒の温度上昇が小さくなる。これらの２つの作用、即ち吸入口から吸入マフラー内に吸入されるガス冷媒の温度が低くなることと、吸入マフラー内での冷媒の温度上昇が小さくなることにより、冷凍能力と効率が向上する。
【００１６】
また、吸入マフラーは吸入管とつながっていないため、吸入マフラーの振動は、吸入管や密閉容器に伝達しない。更に、マフラー囲い内の空間は、容積の大きい密閉容器内に連通しているため、吸入マフラー内に発生する圧力脈動は、吸入口からマフラー囲い内に開放されるときに減衰され、吸入管内にはほとんど伝達しない。そのため、振動や振動に起因する騒音を小さくすることができる。
【００１７】
以上のように、本発明は、冷凍能力や効率を向上させると共に、振動や振動に起因する騒音を小さくすることができるという作用を有する。
【００１８】
さらに、請求項１に記載の発明は、吸入口の中心を、吸入マフラーの密閉容器側表面の上下左右２５％を除く位置に設けた構成としている。この構成により、吸入口が吸入マフラー側面の上下左右２５％の範囲、即ちマフラー囲いに近い位置にある場合に比べて、マフラー囲いの中央付近に吸入口が位置することになり、マフラー囲い外側の温度の高いガス冷媒の影響を受けにくく、吸入口から吸入するガス冷媒の温度が更に低くなり、冷凍能力と効率が更に向上するという作用を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による密閉型圧縮機の参考例および実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（参考例１）
図１は、本発明の参考例１による密閉型圧縮機の正面断面図である。図２は、同参考例１の密閉型圧縮機の側面断面図である。図３は、同参考例１の密閉型圧縮機の平面断面図である。
【００２１】
図１、図２、図３において、１９は密閉容器で、２０は圧縮要素で、２１は電動モータで、圧縮要素２０と電動モータ２１は、一体となってコイルばね２２にて密閉容器１９に弾性支持されている。圧縮要素２０は、圧縮室２３を有するシリンダブロック２４、シリンダヘッド２５、ピストン２６、クランクシャフト２７、連結手段２８、ベアリング２９等により構成されている。クランクシャフト２７は、主軸２７ａ、偏心軸２７ｂからなる。電動モータ２１は、クランクシャフト２７に固定されたローター３０、ステーター３１により構成されており、ステーター３１は、シリンダブロック２４にねじ止め固定されている。３２は潤滑油で、密閉容器１９の下部に貯溜している。３３は吸入マフラーであり、一端がバルブプレート３４を介して圧縮室２３に連通し、他端に密閉容器１９内に開口する吸入口３５を備えている。吸入口３５は、吸入マフラー３３の密閉容器１９側に開口している。３６はマフラー囲いであり、吸入口３５を含む密閉容器１９側の側面外周に形成され、かつ密閉容器１９側に延出している。３７は密閉容器１９内外を連通する吸入管であり、マフラー囲い３６の中に対向する位置に開口している。
【００２２】
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。
【００２３】
電動モータ２１によって圧縮要素２０のクランクシャフト２７、連結手段２８、ピストン２６等が駆動され、外部冷却回路（図示せず）から流れてきたガス冷媒は、吸入管３７を介して密閉容器１９内に流入する。この吸入管３７から密閉容器１９内に流入する低温のガス冷媒は、大部分が対向する吸入口３５から吸入マフラー３３内に直接吸入され、その他は、マフラー囲い３６により、吸入マフラー３３の密閉容器１９側の側面と密閉容器１９の間に一旦滞留した後、吸入口３５から吸入される。このとき、マフラー囲い３６の中に一旦滞留されるガス冷媒は、高温の圧縮要素２０や電動モータ２１に触れないため、ほとんど温度上昇が無く、低温のまま吸入マフラー３３内に吸入される。また、マフラー囲い３６の中に低温のガス冷媒が滞留するため、吸入マフラー３３の密閉容器１９側の側面の温度が低くなり、吸入マフラー３３内でのガス冷媒の温度上昇が小さくなる。これらの２つの作用、即ち吸入口３５から吸入マフラー３３内に吸入されるガス冷媒の温度が低くなることと、吸入マフラー３３内での冷媒の温度上昇が小さくなることにより、冷凍能力と効率が向上する。
【００２４】
また、吸入マフラー３３は、吸入管３７とつながっていないため、吸入マフラー３３の振動は、吸入管３７や密閉容器１９に伝達しない。更に、マフラー囲い３６内の空間は、容積の大きい密閉容器１９内に連通しているため、吸入マフラー３３内に発生する圧力脈動は、吸入口３５からマフラー囲い３６内に開放されるときに減衰され、吸入管３７内にはほとんど伝達しない。そのため、振動や振動に起因する騒音を小さくすることができる。
【００２５】
（参考例２）
図４は、本発明の参考例２による密閉型圧縮機の正面断面図である。図５は、同参考例２の密閉型圧縮機の側面断面図である。
【００２６】
図４、図５において、３８は吸入マフラーであり、一端がバルブプレート３４を介して圧縮室２３に連通し、他端に密閉容器１９内に開口する吸入口３５を備えている。吸入口３５は、吸入マフラー３８の密閉容器１９側に開口している。３９はマフラー囲いであり、吸入口３５を含む密閉容器１９側の側面外周に形成され、かつ密閉容器１９側に延出しており、弾性体で形成されている。この弾性体のマフラー囲い３９の材質としては、冷媒や潤滑油３２の雰囲気中で使用可能であり、弾力性がある材質であればよい。例えば、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム等のゴム系材質がある。また、厚さの薄いシートで形成してもよく、この場合はファイバーシートにゴムをコーティングしたもの、繊維とゴムを圧縮加熱して成形したもの、ファイバーシートのみ、あるいはテフロン等がある。また、吸入マフラー３８の反密閉容器１９側の側面は、二重の壁で形成されている。４０は吸入マフラー３８の密閉容器１９側側面下部に設けられた排油穴である。
【００２７】
本参考例２は、参考例１による密閉型圧縮機において、マフラー囲い３９を弾性体で形成すると共に、マフラー囲い３９の延出する長さを長くし、吸入マフラー３８の反密閉容器１９側の側面を二重の壁で形成し、吸入マフラー３８の密閉容器１９側の側面下部に排油穴４０を設けたものである。
【００２８】
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。
【００２９】
起動時や停止時、あるいは輸送時において、圧縮要素２０は、コイルばね２２で弾性支持されているため、密閉容器１９内で大きく振れる。その際、マフラー囲い３９が密閉容器１９に接触しても、マフラー囲い３９は弾性体で形成されているため、破損したり、接触音が発生したりしない。そのため、接触しないことを前提として、マフラー囲いを形成する場合に比べて、マフラー囲い３９の延出する高さを高くできる。この構成により、マフラー囲い３９の中に一旦滞留するガス冷媒は、密閉容器１９内の高温のガスと混合しにくくなって更に温度が低くなり、吸入口３５から吸入マフラー３８内に吸入されるガス冷媒の温度が低くなると共に、吸入マフラー３８温度が更に低下することにより吸入マフラー３８内での冷媒の温度上昇が小さくなり、冷凍能力と効率が更に向上する。
【００３０】
また、吸入マフラー３８の反密閉容器１９側の側面は、二重の壁で形成されているため、吸入マフラー３８の反密閉容器１９側にある高温のガス冷媒や高温の電動モータ２１からの熱が、吸入マフラー３８の反密閉容器１９側の側面から吸入マフラー３８内のガス冷媒に伝達することを、抑制することができる。また、吸入マフラー３８の密閉容器１９側の側面は、マフラー囲い３９により低温になっているため、二重の壁で形成して断熱する必要はなく、反密閉容器１９側の側面のみを二重の壁とすることで、両側面からの受熱が低減され、相乗効果で冷凍能力と効率が向上する。従って、吸入マフラー３８の全側面を二重の壁にすることに比べ、コストの低い簡単な構造で冷凍能力と効率が向上する。
【００３１】
更に、吸入マフラー３８の密閉容器１９側の側面下部に排油穴４０が設けられているため、運転中において、吸入マフラー３８の密閉容器１９側の側面と密閉容器１９の間で、マフラー囲い３９の中に滞留する低温のガス冷媒を、排油穴４０から吸入マフラー３８内に吸入する。そのため、吸入マフラー３８内のガス冷媒温度が上昇すること無く、冷凍能力と効率が向上する。
【００３２】
（実施の形態１）
図６は、本発明の実施の形態１による密閉型圧縮機の側面断面図である。図７は、同実施の形態１の密閉型圧縮機の平面断面図である。
【００３３】
図６、図７において、４１は吸入マフラーであり、一端がバルブプレート３４を介して圧縮室２３に連通し、他端に密閉容器１９内に開口する吸入口４２を備えている。吸入口４２の中心は、吸入マフラー４１の密閉容器１９側表面の上下左右２５％を除く位置に設けられている。４３はマフラー囲いであり、吸入口４２を含む密閉容器１９側の側面外周に形成され、かつ密閉容器１９側に延出している。４４は密閉容器１９内外を連通する吸入管であり、マフラー囲い４３の中の吸入口４２に対向する位置に開口している。
【００３４】
本実施の形態１は、参考例１による密閉型圧縮機において、吸入口４２の位置を、吸入マフラー４１の密閉容器１９側表面の中央付近に位置させ、吸入管４４をマフラー囲い４３の中の吸入口４２に対向するような構成にしたものである。
【００３５】
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。
【００３６】
吸入口４２が吸入マフラー４１側面の上下左右２５％の範囲、即ちマフラー囲い４３に近い位置にある場合に比べて、マフラー囲い４３の中央付近に吸入口４２が位置することになり、マフラー囲い４３の外側の温度の高いガス冷媒の影響を受けにくく、吸入口４２から吸入するガス冷媒の温度が更に低くなり、冷凍能力と効率が更に向上する。
【００３７】
（参考例３）
図８は、本発明の参考例３による密閉型圧縮機の側面断面図である。
【００３８】
図８において、４５は吸入マフラーであり、一端がバルブプレート３４を介して圧縮室２３に連通し、他端に密閉容器１９内に開口する吸入口４６を備えている。４７は吸入口４６の周りに設けられ、かつ吸入マフラー４５の本体とつながった吸入ガス受け板である。密閉容器１９内外を連通する吸入管３７は、参考例１と同様に吸入口４６に対向する位置に開口している。
【００３９】
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。
【００４０】
吸入管３７の密閉容器１９内への開口位置の制約等によって、図８に示すように吸入口４６が吸入マフラー４５本体の端部付近に位置する場合でも、吸入ガス受け板４７を設けることにより、吸入管３７から流入するガス冷媒の一部が、吸入ガス受け板４７前面に当たって一旦滞留し、更に吸入ガス受け板４７は、吸入マフラー４５の本体とつながっているため、吸入マフラー４５並びに吸入ガス受け板４７の前面には、温度の低いガス冷媒が滞留することになる。この滞留した低温のガス冷媒により、吸入マフラー４５内に吸入されるガス冷媒の温度が低くなることに加えて、吸入マフラー４５の温度が低くなって吸入マフラー４５内での冷媒の温度上昇が小さくなり、簡単な構造で冷凍能力と効率が向上する。また、吸入ガス受け板４７は、薄い板でも十分な効果を発揮するので、密閉容器１９と吸入マフラー４５との隙間が小さい場合などでも適用しやすく、従来の吸入マフラーに付加するだけでよいので変更がしやすい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、一端がバルブプレートを介して圧縮室に連通し、他端に密閉容器内に開口する吸入口を備えた吸入マフラーを圧縮要素の構成に含み、前記吸入口が前記吸入マフラーの密閉容器側に開口するとともに、前記吸入口を含む密閉容器側の側面外周に、密閉容器側に延出したマフラー囲いを設け、前記密閉容器内外を連通する吸入管を、前記マフラー囲いの中に対向する位置に開口させた構成となっているので、吸入口から吸入マフラー内に吸入されるガス冷媒の温度が低くなることと、吸入マフラー内での冷媒の温度上昇が小さくなることにより、冷凍能力と効率が向上すると共に、振動や振動に起因する騒音を小さくすることができる。
【００４２】
また、請求項１に記載の発明は、前記吸入口の中心を、吸入マフラーの密閉容器側表面の上下左右２５％を除く位置に設けた構成としているので、マフラー囲い外側の温度の高いガス冷媒の影響を受けにくく、吸入口から吸入するガス冷媒の温度が更に低くなり、冷凍能力と効率が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による密閉型圧縮機の参考例１の正面断面図
【図２】  同参考例１の密閉型圧縮機の側面断面図
【図３】  同参考例１の密閉型圧縮機の平面断面図
【図４】  本発明による密閉型圧縮機の参考例２の正面断面図
【図５】  同参考例２の密閉型圧縮機の側面断面図
【図６】  本発明による密閉型圧縮機の実施の形態１の側面断面図
【図７】  同実施の形態１の密閉型圧縮機の平面断面図
【図８】  本発明による密閉型圧縮機の参考例３の正面断面図
【図９】  従来の密閉型圧縮機の正面断面図
【図１０】  従来の密閉型圧縮機の吸入マフラーの側面断面図
【符号の説明】
１９  密閉容器
２０  圧縮要素
２１  電動モータ
２３  圧縮室
２４  シリンダブロック
２６  ピストン
２７  クランクシャフト
２７ａ  主軸
２７ｂ  偏心軸
２８  連結手段
３２  潤滑油
３３  吸入マフラー
３４  バルブプレート
３５  吸入口
３６  マフラー囲い
３７  吸入管
３８  吸入マフラー
３９  マフラー囲い
４０  排油穴
４１  吸入マフラー
４２  吸入口
４３  マフラー囲い
４４  吸入管
４５  吸入マフラー
４６  吸入口
４７  吸入ガス受け板
【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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【図１０】
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