(57)【要約】  【課題】外部冷却回路から大量の液冷媒やオイルが流入した場合やフォーミング現象による泡の吸い込みによる液圧縮が防止でき、液圧縮の生じない高い信頼性を備えた圧縮機を提供すること。  【解決手段】消音空間１６０を確定する壁面であり、尾管１６６の他端１６４側の延長線上の位置にリリーフバルブ１７０を有していることから、吸入配管１０２から大量の液冷媒やオイル１０３が尾管１６６を介してサクションマフラー１４０へ吸入されることがあっても、尾管１６６の他端１６４側の延長線上に位置するリリーフバルブ１７０を流体の慣性力により押し開くことにより、消音空間１６０外へ排出されることとなる。このことにより一度消音空間１６０へ流入した液冷媒やオイル１０３は、シリンダ１２４内へ流入することがなくなるので液圧縮は発生しない。従って、液圧縮による故障を起こさない、信頼性の高い圧縮機を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルを貯留する密閉容器内に圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は圧縮室を形成するシリンダと、前記シリンダに連通し消音空間を形成するサクションマフラーとを有し、前記サクションマフラーは一端が前記密閉容器内に開口し他端が前記消音空間に開口する尾管を備えるとともに、前記サクションマフラーの前記消音空間を確定する壁面の、前記尾管の前記他端側の延長線上の位置にリリーフバルブを設けた圧縮機。
【請求項２】
サクションマフラーとリリーフバルブは樹脂で一体成型された請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
リリーフバルブはサクションマフラーの外へ開く逆止弁である請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
逆止弁は板ばねで形成された請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
逆止弁は少なくとも消音空間側の表面にゴムコーティングを有する請求項４に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍冷蔵装置等に用いられる圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧縮機は、樹脂製のサクションマフラーで騒音低減を図るとともに、サクションマフラーの吸入口と吸入配管とを対向させることにより高効率を図ったもの（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の圧縮機を説明する。
【０００４】
図７は、特許文献１に記載された従来の圧縮機の縦断面図、図８は、特許文献１に記載された従来の圧縮機の平面断面図、図９は、特許文献１に記載された従来の圧縮機の要部拡大断面図を示すものである。
【０００５】
図７から９において、密閉容器１にオイル２を収納するとともに密閉容器１内に開口する吸入配管３が固定されている。また、密閉容器１内には電動モータ４によって駆動される圧縮要素５が収容される。圧縮要素５はコンロッド６を介してシャフト７に連結されたピストン８が往復動するシリンダ９と、シリンダ９の開口端に配設されシリンダ９内と連通する吸入バルブ１０を有するバルブプレート１１と、サクションマフラー１２とを備えている。サクションマフラー１２は消音空間１３と、吸入バルブ１０に連通する連通管１４と、密閉容器１内に開口する吸入口１５とを有するとともに吸入口１５はサクションマフラー１２の密閉容器１側側面に開口しており、吸入配管３は吸入口１５に近接対向し開口している。
【０００６】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。
【０００７】
電動モータ４によってシャフト７の回転がコンロッド６に伝わりピストン８が往復運動することで外部冷却回路（図示せず）から流れてきた冷媒は、吸入配管３を介して一旦密閉容器１内に開放されてから吸入口１５を通ってサクションマフラー１２内に吸入され、消音空間１３に開放された後、連通管１４、吸入バルブ１０を通ってシリンダ９内に間欠的に吸入される。シリンダ９内に吸入された冷媒は、ピストン８で圧縮され、再び外部冷却回路（図示せず）へと吐出される。
【０００８】
その際冷媒は、吸入配管３と吸入口１５が近接して対向しているため、比較的温度が低いままサクションマフラー１２内に吸入される。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、単位時間当たりの仕事量が増えることから圧縮機の効率が向上する。
【特許文献１】特開２００５−１３３７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構成では、冷媒封入量が非常に多い業務用の用途等において、外部冷却回路から大量の液冷媒やオイルが吸入配管３から密閉容器１内に流入することが有るが、この際、吸入配管３と吸入口１５が近接対向しているため、これら液冷媒やオイルをサクションマフラー１２内に吸い込み、シリンダ９内において液圧縮が生ずることで圧縮要素５が故障する可能性があるという課題を有していた。
【００１０】
また、圧縮機の起動時には密閉容器１内の圧力が減圧されることによってオイル２に溶解していた冷媒が発泡する現象（以後、フォーミング現象という）が発生するが、この際、オイル２に溶解している冷媒の量が多いとサクションマフラー１２の吸入口１５にまで達し、オイル２またはオイル２に溶けた液状の冷媒を直接吸い込みこれを圧縮することがあり、その結果シリンダ９内において液圧縮が生ずることで圧縮要素５が故障する可能性があるという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、液圧縮による故障を起こしにくい、信頼性の高い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】
【００１２】
上記従来の課題を解決するために本発明の圧縮機は、サクションマフラーの一端が密閉容器内に開口し他端が消音空間に開口する尾管を備えるとともに、消音空間を確定する壁面の、尾管の他端側の延長線上の位置にリリーフバルブを設けたことにより、吸入配管より戻ってきた大量の液冷媒やオイルや、フォーミング現象で密閉容器内を上昇する泡を消音空間に吸い込んでもリリーフバルブから排出する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】
【００１３】
本発明の圧縮機は、液圧縮を起こしにくいので液圧縮による故障を起こしにくい、信頼性の高い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】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、オイルを貯留する密閉容器内に圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は圧縮室を形成するシリンダと、前記シリンダに連通し消音空間を形成するサクションマフラーとを有し、前記サクションマフラーは一端が前記密閉容器内に開口し他端が前記消音空間に開口する尾管を備えるとともに、前記サクションマフラーの前記消音空間を確定する壁面の、前記尾管の前記他端側の延長線上の位置にリリーフバルブを設けたもので、吸入配管より大量に液冷媒やオイルが戻ってくることやフォーミング現象で密閉容器内を泡が上昇して消音空間内に液冷媒やオイルが侵入しても、尾管の延長上に設けたリリーフバルブを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押し開くことから消音空間外へ排出されることとなり、液圧縮を起こしにくいので液圧縮による故障を起こしにくい、信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、サクションマフラーとリリーフバルブは樹脂で一体成型されたもので、樹脂の良好な断熱特性により消音空間での吸入ガスの受熱を低減でき、またサクションマフラーをインジェクション成型するに当たり、同一の金型により消音空間とリリーフバルブが成型できるため、請求項１に記載の効果に加えてさらに効率が高く、生産性の高い圧縮機を提供できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、リリーフバルブはサクションマフラーの外へ開く逆止弁としたもので、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リリーフバルブを介して消音空間内へ浸入することが防止できるため、請求項１に記載の効果に加えてさらに効率が高く、信頼性の高い圧縮機を提供できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に加えて、逆止弁は板ばねで形成されたもので、逆止弁が開閉を繰り返しても耐久性を長期間に亘り維持することができるので、請求項３に記載の効果に加えてさらに信頼性の高い圧縮機を提供できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に加えて、逆止弁は少なくとも消音空間側の表面にゴムコーティングを有するもので、表面のゴムコーティングの弾性により消音空間内の気密性が向上するから、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リリーフバルブを介して消音空間内へ浸入することが皆無となるので、請求項４に記載の効果に加えてさらに効率が高く、信頼性の高い圧縮機を提供できる。
【００１９】
以下、本発明による圧縮機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。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図、図２は、同実施の形態の圧縮機のリリーフバルブ閉時における要部拡大断面図、図３は、同実施の形態の圧縮機のリリーフバルブ開時における要部拡大断面図である。
【００２１】
図１から図３において、密閉容器１０１は外部冷却回路（図示しない）と連結される吸入配管１０２と吐出配管（図示しない）を備えており、底部にオイル１０３を貯溜すると共に、内部は冷媒１０４で満たされている。また密閉容器１０１は固定子１０５と回転子１０６とからなる電動モータ１０７およびこれによって駆動される圧縮要素１０８を収容している。
【００２２】
次に圧縮要素１０８の主な構成について説明する。
【００２３】
圧縮要素１０８は、電動モータ１０７の回転子１０６に挿入固定されるシャフト１２０と、シャフト１２０を回転自在に軸支するとともに圧縮室１２２を形成するシリンダ１２４を備えたシリンダブロック１２６と、シリンダ１２４内に挿入されたピストン１３０と、シャフト１２０とピストン１３０とを連結するコンロッド１３２とを備えている。シリンダ１２４の開口端に配設されたバルブプレート１３４にはシリンダ１２４内と連通する吸入バルブ１３６を設けてある。シリンダヘッド１３８はバルブプレート１３４の反シリンダブロック１２６側に配設される。
【００２４】
サクションマフラー１４０は樹脂で形成され、空間を構成する消音空間１６０を有するとともに、一端が密閉容器１０１内の吸入配管１０２と対向する位置へ開口した吸入口１６２を有し、他端１６４が消音空間１６０内に開口する尾管１６６と、消音空間１６０と吸入バルブ１３６とを連通する連通管１６８とを備えている。そして、消音空間１６０を確定する壁面の、尾管１６６の他端１６４側の延長線上の位置に消音空間１６０と一体樹脂成型されたリード状のリリーフバルブ１７０を有する。
【００２５】
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。
【００２６】
電動モータ１０７によって圧縮要素１０８が駆動され、電動モータ１０７の回転子１０６とともにシャフト１２０が回転し、コンロッド１３２を介してピストン１３０がシリンダ１２４内で往復動することで、外部冷却回路（図示せず）から流れてきた冷媒１０４の一部は、吸入配管１０２から密閉容器１０１内へ開放され密閉容器１０１内に拡散する。外部冷却回路（図示せず）から流れてきた残りの多量の冷媒１０４は吸入口１６２から尾管１６６を介してサクションマフラー１４０へ吸入され、消音空間１６０から連通管１６８を経て吸入バルブ１３６よりシリンダ１２４へと流入する。シリンダ１２４内へ流入した冷媒１０４は、その後シリンダ１２４内を往復運動するピストン１３０によって圧縮され、再び外部冷却回路（図示せず）へと吐出される。この際、圧縮によって生ずる冷媒の脈動は消音空間１６０にて減衰されることで騒音を低減する。
【００２７】
ここでサクションマフラー１４０は断熱特性の優れたＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの材料で形成しているので、サクションマフラー１４０内に進入した冷媒１０４の圧縮要素１０８からの受熱を低減できる。さらに、ガス冷媒だけが吸入口１６２から尾管１６６を介してサクションマフラー１４０へ吸入される定常運転時には、ガス冷媒の慣性力が小さいことからリリーフバルブ１７０は開かず、ガス冷媒は連通管１６８を通ってシリンダ１２４内へと流入する。冷媒ガスは、吸入配管１０２と吸入口１６２が近接して対向しているため、比較的温度が低いままサクションマフラー１４０内からシリンダ１２４内に吸入され圧縮される。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、冷凍能力が増えることから圧縮機の効率が向上する。
【００２８】
一方、圧縮機の起動初期等に外部冷却回路（図示せず）から吸入配管１０２を通して大量の液冷媒やオイル１０３が戻ってくることがある。このとき、大量の液冷媒やオイル１０３は吸入口１６２からサクションマフラー１４０の消音空間１６０内に吸入される。
【００２９】
また圧縮機の停止中には密閉容器１０１内のオイル１０３に液冷媒が溶解するが、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場合がある。このとき発生した泡は密閉容器１０１と電動モータ１０７、及び、密閉容器１０１と圧縮要素１０８の間の空間を上昇し、多くの場合には、泡が吸入口１６２からサクションマフラー１４０の消音空間１６０内に吸入される。
【００３０】
こういった液体や液体が混ざったガス冷媒がシリンダ１２４内へと流入しピストン１３０によって圧縮されるとシリンダ１２４内圧を異常昇圧させる、いわゆる、液圧縮現象が発生し、圧縮要素１０８の構成要素に過大なストレスが発生し、破損や異常摩耗といった故障を引き起こすことが有る。
【００３１】
しかしながら本実施の形態によれば消音空間１６０を確定する壁面の、尾管１６６の他端１６４側の延長線上の位置にリリーフバルブ１７０を有していることから、液冷媒やオイル１０３は尾管１６６を介して他端１６４側からリリーフバルブ１７０に向かって噴出される。
【００３２】
液冷媒やオイル１０３は比重が大きく慣性力が強いのでリリーフバルブ１７０は流体の慣性力により押し開けられ、ほとんどの液冷媒やオイル１０３は消音空間１６０外へ排出される。その結果、シリンダ１２４内へ流入する量が極めて少なくなり、液圧縮はほとんど発生しなくなる。従って、液圧縮による故障を起こさない、信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００３３】
さらに、サクションマフラー１４０をインジェクション成型で作成する場合に、同一の金型でリリーフバルブ１７０を一体成型できることからコストの安い生産性の良い圧縮機が提供できる。
【００３４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における圧縮機の縦断面図、図５は、同実施の形態の圧縮機のリリーフバルブ閉時における要部拡大断面図、図６は、同実施の形態の圧縮機のリリーフバルブ開時における要部拡大断面図である。
【００３５】
図４から図６において、密閉容器２０１は外部冷却回路（図示しない）と連結される吸入配管２０２と吐出配管（図示しない）を備えており、底部にオイル２０３を貯溜すると共に、内部は冷媒２０４で満たされている。また密閉容器２０１は固定子２０５と回転子２０６とからなる電動モータ２０７およびこれによって駆動される圧縮要素２０８を収容している。
【００３６】
次に圧縮要素２０８の主な構成について説明する。
【００３７】
圧縮要素２０８は、電動モータ２０７の回転子２０６に挿入固定されるシャフト２２０と、シャフト２２０を回転自在に軸支するとともに圧縮室２２２を形成するシリンダ２２４を備えたシリンダブロック２２６と、シリンダ２２４内に挿入されたピストン２３０と、シャフト２２０とピストン２３０とを連結するコンロッド２３２とを備えている。シリンダ２２４の開口端に配設されたバルブプレート２３４にはシリンダ２２４内と連通する吸入バルブ２３６を設けてある。シリンダヘッド２３８はバルブプレート２３４の反シリンダブロック２２６側に配設される。
【００３８】
サクションマフラー２４０は樹脂で形成され、空間を構成する消音空間２６０を有するとともに、一端が密閉容器２０１内の吸入配管２０２と対向する位置へ開口した吸入口２６２を有し、他端２６４が消音空間２６０内に開口する尾管２６６と、消音空間２６０と吸入バルブ２３６とを連通する連通管２６８とを備えている。
【００３９】
また、消音空間２６０を確定する壁面の、尾管２６６の他端２６４側の延長線上の位置には、排出穴２７６を設けている。そして排出穴２７６は消音空間２６０の外側からリード状のリリーフバルブ２７２にて封止されている。リリーフバルブ２７２は消音空間２６０側の表面にゴムコーティング２７０が施され、消音空間２６０の外側に設けられた突起２７４を熱溶解してつぶすことで一端が固定されている。
【００４０】
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。
【００４１】
電動モータ２０７によって圧縮要素２０８が駆動され、電動モータ２０７の回転子２０６とともにシャフト２２０が回転し、コンロッド２３２を介してピストン２３０がシリンダ２２４内で往復動することで、外部冷却回路（図示せず）から流れてきた冷媒２０４の一部は、吸入配管２０２から密閉容器２０１内へ開放され密閉容器２０１内に拡散する。外部冷却回路（図示せず）から流れてきた残りの多量の冷媒２０４は吸入口２６２から尾管２６６を介してサクションマフラー２４０へ吸入され、消音空間２６０から連通管２６８を経て吸入バルブ２３６よりシリンダ２２４へと流入する。シリンダ２２４内へ流入した冷媒２０４は、その後シリンダ２２４内を往復運動するピストン２３０によって圧縮され、再び外部冷却回路（図示せず）へと吐出される。この際、圧縮によって生ずる冷媒の脈動は消音空間２６０にて減衰されることで騒音を低減する。
【００４２】
ここでサクションマフラー２４０は断熱特性の優れたＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの材料で形成しているので、サクションマフラー２４０内に進入した冷媒２０４の圧縮要素２０８からの受熱を低減できる。さらに、ガス冷媒だけが吸入口２６２から尾管２６６を介してサクションマフラー２４０へ吸入される定常運転時には、ガス冷媒の慣性力が小さいことからリリーフバルブ２７２は開かず、ガス冷媒は連通管２６８を通ってシリンダ２２４内へと流入する。冷媒ガスは、吸入配管２０２と吸入口２６２が近接して対向しているため、比較的温度が低いままサクションマフラー２４０内からシリンダ２２４内に吸入され圧縮される。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、冷凍能力が増えることから圧縮機の効率が向上する。
【００４３】
一方、圧縮機の起動初期等に外部冷却回路（図示せず）から吸入配管２０２を通して大量の液冷媒やオイル２０３が戻ってくることがある。このとき、大量の液冷媒やオイル２０３は吸入口２６２からサクションマフラー２４０の消音空間２６０内に吸入される。
【００４４】
また圧縮機の停止中には密閉容器２０１内のオイル２０３に液冷媒が溶解するが、大量に溶解した場合、圧縮機の起動時の、密閉容器２０１内の減圧に伴いフォーミング現象が発生する場合がある。このとき発生した泡は密閉容器２０１と電動モータ２０７、及び、密閉容器２０１と圧縮要素２０８の間の空間を上昇し、多くの場合には、泡が吸入口２６２からサクションマフラー２４０の消音空間２６０内に吸入される。
【００４５】
こういった液体や液体が混ざったガス冷媒がシリンダ２２４内へと流入しピストン２３０によって圧縮されるとシリンダ２２４内圧を異常昇圧させる、いわゆる、液圧縮現象が発生し、圧縮要素２０８の構成要素に過大なストレスが発生し、破損や異常摩耗といった故障を引き起こすことが有る。
【００４６】
しかしながら本実施の形態によれば消音空間２６０を確定する壁面の、尾管２６６の他端２６４側の延長線上の位置にリリーフバルブ２７２を有している。従って液冷媒やオイル２０３は尾管２６６を介して他端２６４側からリリーフバルブ２７２に向かって噴出されるが、液冷媒やオイル２０３は比重が大きく慣性力が強いのでリリーフバルブ２７２は流体の慣性力により押し開けられ、ほとんどの液冷媒やオイル２０３は排出穴２７６から消音空間２６０外へ排出される。
【００４７】
その結果、シリンダ２２４内へ流入する量が極めて少なくなり、液圧縮はほとんど発生しなくなる。従って、液圧縮による故障を起こさない、信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００４８】
さらに、消音空間２６０内の圧力脈動が大きい場合でもリリーフバルブ２７２は、消音空間２６０に設けた排出穴２７６の外周を外側から封止している逆止弁構造となっているため、排出穴２７６からのガス冷媒の進入がないので吸入配管２０２からの冷たい戻りガスだけを消音空間２６０へ導くことが可能となりガス冷媒の受熱損失を低減できる。したがって、効率の高い圧縮機を提供できる。
【００４９】
頻繁に消音空間２６０内に吸入配管２０２からの液冷媒やオイル２０３、および、オイル２０３に溶解した液冷媒の発泡による泡が侵入することでリリーフバルブ２７２の開閉を繰り返しても、リリーフバルブ２７２が板ばねで形成されていることから、十分な柔軟性を維持しながら長期間に亘って破損することがないので、より信頼性の高い圧縮機を提供できる。
【００５０】
さらに、排出穴２７６の外周を板ばねの表面のゴムコーティング２７０により気密性を高めていることから密閉容器２０１内から消音空間２６０へのガス冷媒の侵入を皆無にすることが可能となり、吸入配管２０２からの冷たい戻りガスだけを消音空間２６０へ導くことが可能となりガス冷媒の受熱損失を低減できる。したがって、より効率の高い圧縮機を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、外部冷却回路からの液冷媒やオイルの戻りが多い場合でも、また、圧縮機の停止中のオイル中への液冷媒の溶解量が多い場合でも故障の無い高い信頼性を備えた圧縮機を提供することができるので、空調用、業務用大型冷凍冷蔵機器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１における圧縮機のリリーフバルブ閉時における要部拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態１における圧縮機のリリーフバルブ開時における要部拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態２における圧縮機の縦断面図
【図５】本発明の実施の形態２における圧縮機のリリーフバルブ閉時における要部拡大断面図
【図６】本発明の実施の形態２における圧縮機のリリーフバルブ開時における要部拡大断面図
【図７】従来の圧縮機の縦断面図
【図８】従来の圧縮機の平面断面図
【図９】従来の圧縮機の要部拡大断面図
【符号の説明】
【００５３】
１０１，２０１  密閉容器
１０３，２０３  オイル
１０８，２０８  圧縮要素
１２２，２２２  圧縮室
１２４，２２４  シリンダ
１４０，２４０  サクションマフラー
１６０，２６０  消音空間
１６４，２６４  他端
１６６，２６６  尾管
１７０，２７２  リリーフバルブ
２７０  ゴムコーティング
【図１】
2007092540.tif 000003
【図２】
2007092540.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007092540.tif 000006
【図５】
2007092540.tif 000007
【図６】
2007092540.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2007092540.tif 000011