(57)【要約】【課題】従来の密閉型圧縮機はジーゼル爆発のような、非常に速い速度で圧縮機内部の高圧側の圧力が異常に上昇する場合に、冷媒配管ではなく圧縮機本体の密閉容器自体が破裂し、密閉容器及び内部の圧縮機構部の破片が周囲に飛散してしまう可能性があった。【解決手段】前記密閉容器又は前記圧縮機構部の鉛直方向部分に周辺部位に対して強度の小さい部位を設けた。これにより、最初にこの強度の小さい部分が破壊し、破壊部分から噴出した燃焼ガスによる反力が鉛直下方方向に作用することにより、圧縮機構部が下に押し付けられる。そして、密閉容器や圧縮機構部の部品が水平方向に飛散することを防止することができるので、密閉容器あるいは圧縮機後部の部品の飛散による人体の受傷、圧縮機の周囲の設備・財産の損害を未然に防ぐことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機とを備え、
前記圧縮機構部は、前記電動機によって回転するクランクシャフトの偏芯軸に嵌合するローリングピストンを内部に配置するシリンダと、前記シリンダの端面を閉塞するシリンダヘッド及びフレームと、前記シリンダ及び前記ローリングピストンとにより形成される圧縮室とを有した密閉型圧縮機において、
前記密閉容器又は前記圧縮機構部の鉛直方向部分に周辺部位に対して強度の小さい部位を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記フレームの鉛直方向の端面に薄肉部を設けたことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記密閉容器の鉛直上方部分に薄肉部を設けたことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記フレームの鉛直方向の端面に第１の薄肉部を設け、前記密閉容器の鉛直上方部分に第２の薄肉部を設けたことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍装置、空調装置、又は給湯装置などに用いることができる密閉型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍装置等における冷凍サイクルでは、圧縮機の異常高圧（例えば凝縮器の冷却ファン異常による凝縮温度の異常上昇によるもの）が発生した際に、冷媒の吐出側に設けた高圧カット保護装置により、圧縮運転を停止させることが一般的になっている。しかしながら、高圧カット保護装置の作動異常や故障が発生した場合、異常な高圧状態の冷媒ガスが圧縮機から吐出され、圧縮機以外の冷凍サイクル部分での配管などに損傷が発生する恐れがある。この為、この危険性を解消するために冷凍サイクル中の配管に一部脆弱部を設けるとともに、その周りを皮膜で覆うことにより、配管の破損がこの特定の脆弱部の箇所で生じやすくするとともに、その配管の破損により発生する破片の飛散を皮膜で防止できるようにしたものがある。（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３０８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のものは、冷媒圧力の異常上昇や冷媒圧力変化の繰り返しによる負荷が原因で発生する冷媒配管の破損を想定したものである。従って、圧縮機吸入側から空気が混入し、圧縮機内部の冷凍機油がミスト状となった状態で圧縮が行われた際に発生するジーゼル爆発のような、非常に速い速度で圧縮機内部の高圧側の圧力が異常に上昇するケースを考慮していない。ジーゼル爆発が発生してしまうと、冷媒配管ではなく圧縮機本体の密閉容器自体が破裂し、密閉容器及び内部の圧縮機構部の破片が周囲に飛散してしまう。この為、圧縮機本体の故障だけでなく、圧縮機周囲に設置された設備等の損傷を被る恐れがあるので、このような損害が発生しないような対応がもとめられる。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ジーゼル爆発のような、非常に速い速度で圧縮機内部の高圧側の圧力が異常に上昇した場合でも、密閉容器あるいは圧縮機後部の部品の飛散による圧縮機周囲に設置された設備等の損害を未然に防ぐことのできる密閉型圧縮機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機とを備え、  前記圧縮機構部は、前記電動機によって回転するクランクシャフトの偏芯軸に嵌合するローリングピストンを内部に配置するシリンダと、前記シリンダの端面を閉塞するシリンダヘッド及びフレームと、前記シリンダ及び前記ローリングピストンとにより形成される圧縮室とを有した密閉型圧縮機であって、前記密閉容器又は前記圧縮機構部の鉛直方向部分に周辺部位に対して強度の小さい部位を設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器又は圧縮機構部の鉛直方向部分に周辺部位に対して強度の小さい部位を設けたので、圧縮機構部の内部でジーゼル爆発が発生した場合に、最初にこの強度の小さい部分が破壊し、破壊部分から噴出した燃焼ガスによる反力が鉛直下方方向に作用することにより、圧縮機構部が下に押し付けられる。これにより、密閉容器や圧縮機構部の部品が水平方向に飛散することを防止することができるので、密閉容器あるいは圧縮機後部の部品の飛散による圧縮機周囲に設置された設備等の損害を未然に防ぐことのでき、密閉型圧縮機の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における密閉型圧縮機の構成を示す図。
【図２】実施の形態２における密閉型圧縮機の構成を示す図。
【図３】実施の形態２における密閉型圧縮機の要部拡大図。
【図４】実施の形態３における密閉型圧縮機の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１.
図１はこの発明の実施の形態１による密閉型圧縮機を概略的に示す縦断面図である。図１において、密閉型圧縮機の密閉容器１の内部には、固定子２と回転子３からなる電動機４、回転子３の駆動力により回転するクランクシャフト５、クランクシャフト５の偏芯軸に勘合し、シリンダ７内を偏芯回転するローリングピストン６、シリンダ７の端面を閉塞するシリンダヘッド８、シリンダ７のシリンダヘッド８の反対側に位置する端面を閉塞するフレーム９が収容されている。シリンダ７、ローリングピストン６、シリンダヘッド８、及びフレーム９により圧縮室１０が形成されている。
【００１０】
なお、密閉容器１内部に配置されたクランクシャフト５、ローリングピストン６、シリンダ７、シリンダヘッド８、フレーム９、圧縮室１０により圧縮機構部を構成する。
【００１１】
フレーム９の鉛直方向の端面には薄肉部９ａが設けられており、薄肉部９ａはフレーム９の他の部位よりも鉛直方向の肉厚が薄くなっている為、フレーム９の他の周辺部位に対して強度が小さくなっている。
【００１２】
フレーム９に薄肉部９ａを設ける製造方法としては、例えば鋳型による鋳物として成形するか、またはエンドミルによる加工を行えばよい。また、薄肉部９ａの平面形状としては、円形、楕円形等にすればよい。また、薄肉部９ａの鉛直方向の深さの寸法は、フレーム９に必要な強度が保たれる範囲で適宜設定すればよい。
【００１３】
密閉容器１の底部には冷凍機油１１が貯留されており、冷凍機油１１はクランクシャフト５の内部を経由してローリングピストン６の内部に導かれる。
【００１４】
吸入管１２は冷凍サイクルの蒸発器（図示していない）と接続され、気液分離器１３を介して冷媒をシリンダ７内に導く。吐出管１４は冷凍サイクルの凝縮器（図示していない）と接続され、密閉容器１内の高圧冷媒を冷凍サイクルへ送り出す。
【００１５】
密閉容器１は鉛直方向に立設した状態で支持脚１５に固定されている。また、密閉型圧縮機は通常大地等の水平面上に固定して設置される。
【００１６】
次に、実施の形態１による密閉型圧縮機の動作を説明する。
冷凍サイクルの低圧側（蒸発器側）と接続された吸入管１２から気液分離器１３を介してシリンダ７内に吸入される冷媒ガスが、クランクシャフト５の偏芯部の回転により偏芯運動するローリングピストン６により圧縮され、低圧、低温の吸入ガスから高圧、高温の吐出ガスに圧縮される。この高温となった吐出ガスは密閉容器１の内部に放出され、吐出管１４から冷凍サイクルの凝縮器に送り出される。
【００１７】
密閉容器１の底部に貯留されている冷凍機油１１は、ローリングピストン６内部を介して圧縮室１０内に供給される。冷凍機油１１は、圧縮室１０内にて高圧となった冷媒ガスと混合され、密閉容器１の中に吐出された際にはミスト状となっている。
【００１８】
冷凍サイクル設置時の配管接続不良、又は冷凍サイクル運転後の低圧側配管の損傷などの原因により、冷凍サイクルの吸入側にて冷凍サイクルの外部から空気が混入した場合、その空気は圧縮室１０内に吸入されて圧縮される。周知のとおり空気が圧縮されて、そこに所定の濃度のミスト状の冷凍機油１１が存在した場合、その濃度及び周囲温度条件によってはジーゼル爆発が引き起こされる。
【００１９】
圧縮室１０内でジーゼル爆発が起こると、圧縮室１０内のガスは爆発的に急膨張する。通常の冷媒ガスを排出する吐出経路ではこの急膨張した燃焼ガスを逃がすことができない為、圧縮室１０内の圧力が異常に上昇し、ついには圧縮機構部の破壊が起こる。そして、この破壊は圧縮機構部のもっとも強度の小さい部分において発生する。
【００２０】
密閉容器１には電力供給の中継点となるガラス端子（図示していない）が通常設けられているが、圧縮室１０内で異常な圧力上昇が発生した場合に、このガラス端子部分は密閉容器１とともに膨張変形するだけで破壊にはなりにくい。この為、このガラス端子部分をジーゼル爆発時の破壊発生箇所と限定することはできない。このように従来の圧縮機においては、この爆発的圧力上昇に対する強度設計は十分配慮されていなかったので、ジーゼル爆発発生時にはさまざまな機構部分でこの破壊が発生しえた。この為、圧縮機構部の部品が周囲に飛散することにより、圧縮機周囲に設置された設備等の損害が発生する可能性があった。
【００２１】
これに対して、本実施の形態による密閉型圧縮機では、フレーム９の鉛直方向の端面に薄肉部９ａを設けることにより、圧縮機構部の鉛直方向に、他の方向（例えば水平方向）に対するよりも強度の小さい部分が存在するようにした。この為、圧縮室１０内で異常な圧力上昇が発生した場合に、強度の小さい薄肉部分９ａが最初に破壊されることになり、この破壊部分から噴出した燃焼ガスは鉛直上方方向（密閉容器１の上側方向）に噴出する。するとその燃焼ガスの噴出方向と反対側の鉛直下方方向（密閉容器１の底部方向）に反力が発生するので、圧縮機構部には密閉容器１の底部方向に向かって力が加わることになる。
なお、密閉容器１には電力供給の中継点となるガラス端子（図示していない）が通常設けられているが、圧縮室１０内で異常な圧力上昇が発生した場合に、このガラス端子部分は密閉容器１とともに変形するだけで破壊にはなりにくいものである。
【００２２】
このようにして、ジーゼル爆発発生時には、圧縮機構部が密閉容器１の底部方向に向かって押し付けられ、圧縮機構部の部品が水平方向に力を受けることがないので、密閉容器１全体が密閉容器１の底部方向に向かって押し付けられる。これにより、密閉容器１の転倒や密閉容器１内部品の周囲への飛散を防止することができる。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態の密閉型圧縮機は、フレームの鉛直方向の端面に薄肉部を設けたことより、圧縮機構部の鉛直方向に他の方向よりも強度の小さい部分が存在するようにしたので、圧縮室内部でジーゼル爆発が発生した場合に圧縮機構部の部品が圧縮機の周囲に飛散することや密閉容器１の転倒を防止することができ、密閉型圧縮機の安全性が向上する。
【００２４】
実施の形態２.
図２はこの発明の実施の形態２による密閉型圧縮機を概略的に示す縦断面図である。なお、実施の形態１と同様な構成部分には同一符号を付して説明する。
【００２５】
図２において、密閉型圧縮機の密閉容器１の内部には、固定子２と回転子３からなる電動機４、回転子３の駆動力により回転するクランクシャフト５、クランクシャフト５の偏芯軸に勘合し、シリンダ７内を偏芯回転するローリングピストン６、シリンダ７の端面を閉塞するシリンダヘッド８、シリンダ７のシリンダヘッド８の反対側に位置する端面を閉塞するフレーム９が収容されている。シリンダ７、ローリングピストン６、シリンダヘッド８、及びフレーム９により圧縮室１０が形成されている。
【００２６】
なお、密閉容器１内部に配置されたクランクシャフト５、ローリングピストン６、シリンダ７、シリンダヘッド８、フレーム９、圧縮室１０により圧縮機構部を構成する。
【００２７】
図３に示すように密閉容器１の鉛直上方部分には薄肉部１ａが設けられている。薄肉部１ａは密閉容器１の他の部位よりも鉛直方向の肉厚が薄くなっている為、密閉容器１の他の周辺部位よりも強度が小さくなっている。
【００２８】
密閉容器１に薄肉部１ａを設ける製造方法としては、例えばプレス成形による加工を行うか、またはエンドミルによる加工を行えばよい。また、薄肉部１ａの平面形状としては、円形、楕円形等にすればよい。また、薄肉部１ａの鉛直方向の深さの寸法は、密閉容器１に必要な強度が保たれる範囲で適宜設定すればよい。
【００２９】
密閉容器１の底部には冷凍機油１１が貯留されており、冷凍機油１０はクランクシャフト５の内部を経由してローリングピストン６の内部に導かれる。
【００３０】
吸入管１２は冷凍サイクルの蒸発器（図示していない）と接続され、気液分離器１３を介して冷媒をシリンダ７内に導く。吐出管１４は冷凍サイクルの凝縮器（図示していない）と接続され、密閉容器１内の高圧冷媒を冷凍サイクルへ送り出す。 
【００３１】
密閉容器１は鉛直方向に立設した状態で支持脚１５に固定されている。また、密閉型圧縮機は通常大地等の水平面上に固定して設置される。
【００３２】
次に、実施の形態２による密閉型圧縮機の動作を説明する。
冷凍サイクルの低圧側（蒸発器側）と接続された吸入管１２から気液分離器１３を介してシリンダ７内に吸入される冷媒ガスが、クランクシャフト５の偏芯部の回転により偏芯運動するローリングピストン６により圧縮され、低圧、低温の吸入ガスから高圧、高温の吐出ガスに圧縮される。この高温となった吐出ガスは密閉容器１の内部に放出され、吐出管１４から冷凍サイクルの凝縮器に送り出される。
【００３３】
密閉容器１の底部に貯留されている冷凍機油１１は、ローリングピストン６内部を介して圧縮室１０内に供給される。冷凍機油１１は、圧縮室１０内にて高圧となった冷媒ガスと混合され、密閉容器１の中に吐出された際にはミスト状となっている。
【００３４】
冷凍サイクル設置時の配管接続不良、又は冷凍サイクル運転後の低圧側配管の損傷などの原因により、冷凍サイクルの吸入側にて冷凍サイクルの外部から空気が混入した場合、その空気は圧縮室１０内に吸入されて圧縮される。周知のとおり空気が圧縮されて、そこに所定の濃度のミスト状の冷凍機油１１が存在した場合、その濃度及び周囲温度条件によってはジーゼル爆発が引き起こされる。このジーゼル爆発は必ずしも圧縮室１０内で発生するとは限らず、条件によっては圧縮室１０外の密閉容器１内の空間（例えば、フレーム９と電動機４の間の空間など）で発生することもありうる。
【００３５】
密閉容器１内空間でジーゼル爆発が起こると、密閉容器１内のガスは爆発的に急膨張する。通常の冷媒ガスを排出する吐出経路ではこの急膨張した燃焼ガスを逃がすことができない為、密閉容器１内の圧力が異常に上昇し、ついには密閉容器１自体の破壊が起こる。そして、この破壊は密閉容器１のもっとも強度の小さい部分において発生する。
【００３６】
従来の圧縮機の密閉容器においては、この爆発的圧力上昇に対する強度設計は十分配慮されていなかったので、ジーゼル爆発発生時には密閉容器のさまざまな部分でこの破壊が発生しえた。この為、密閉容器の破片が周囲に飛散することにより、圧縮機周囲に設置された設備等の損害が発生する可能性があった。
【００３７】
これに対して、本実施の形態による密閉型圧縮機では、密閉容器１の鉛直上方部分に薄肉部１ａを設けることにより、密閉容器１の鉛直方向の強度が他の方向（例えば水平方向）の強度よりも小さくなるようにした。この為、密閉容器１内で異常な圧力上昇が発生した場合に、強度の小さい薄肉部分１ａが最初に破壊されることになり、破壊部分から噴出した燃焼ガスは鉛直上方方向（密閉容器１外の上方空間）に噴出する。するとその燃焼ガスの噴出方向と反対側の鉛直下方方向（密閉容器１の底部方向）に反力が発生するので、密閉容器１全体に対して密閉容器１の底部方向に向かって力が加わることになる。
【００３８】
このようにして、ジーゼル爆発発生時には、密閉容器１の破壊した破片は水平方向に力を受けることがないので、破片が周囲に飛散することを防止することができる。また、ジーゼル爆発発生時に密閉容器１全体が密閉容器１の底部方向に向かって押し付けられるので、密閉容器１の転倒や、密閉容器１内部品の周囲への飛散も防止することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態の密閉型圧縮機は、密閉容器の鉛直上方部分に薄肉部を設けたことより、密閉容器の鉛直方向の強度が他の方向の強度よりも小さくなるようにしたので、密閉容器の内部でジーゼル爆発が発生した際の密閉容器の破片や密閉容器内の部品の圧縮機周囲への飛散や、密閉容器の転倒を防止することができ、密閉型圧縮機の安全性が向上する。
【００４０】
実施の形態３.
図４はこの発明の実施の形態３による密閉型圧縮機を概略的に示す縦断面図である。なお、実施の形態１又は２と同様な構成部分には同一符号を付して説明する。
【００４１】
図４において、密閉型圧縮機の密閉容器１の内部には、固定子２と回転子３からなる電動機４、回転子３の駆動力により回転するクランクシャフト５、クランクシャフト５の偏芯軸に勘合し、シリンダ７内を偏芯回転するローリングピストン６、シリンダ７の端面を閉塞するシリンダヘッド８、シリンダ７のシリンダヘッド８の反対側に位置する端面を閉塞するフレーム９が収容されている。シリンダ７、ローリングピストン６、シリンダヘッド８、及びフレーム９により圧縮室１０が形成されている。
【００４２】
なお、密閉容器１内部に配置されたクランクシャフト５、ローリングピストン６、シリンダ７、シリンダヘッド８、フレーム９、圧縮室１０により圧縮機構部を構成する。
【００４３】
フレーム９の鉛直方向の端面には薄肉部９ａが設けられており、薄肉部９ａはフレーム９の他の部位よりも鉛直方向の肉厚が薄くなっている為、フレーム９の他の部位よりも強度が小さくなっている。
【００４４】
また、密閉容器１の鉛直上方部分には薄肉部１ａが設けられている。薄肉部１ａは密閉容器１の他の部位よりも鉛直方向の肉厚が薄くなっている為、密閉容器１の他の部位よりも強度が小さくなっている。
【００４５】
密閉容器１の底部には冷凍機油１１が貯留されており、冷凍機油１０はクランクシャフト５の内部を経由してローリングピストン６の内部に導かれる。
【００４６】
吸入管１２は冷凍サイクルの蒸発器（図示していない）と接続され、気液分離器１３を介して冷媒をシリンダ７内に導く。吐出管１４は冷凍サイクルの凝縮器（図示していない）と接続され、密閉容器１内の高圧冷媒を冷凍サイクルへ送り出す。 
【００４７】
密閉容器１は鉛直方向に立設した状態で支持脚１５に固定されている。また、密閉型圧縮機は通常大地等の水平面上に固定して設置される。
【００４８】
本実施の形態の密閉型圧縮機はフレームの鉛直方向の端面に薄肉部９ａを設けるとともに、密閉容器の鉛直上方部分に薄肉部１ａを設けたことより、圧縮機構部及び密閉容器の鉛直方向の強度が他の方向の強度よりも小さくなるようになっている。この為、圧縮室内部だけでなく密閉容器内部でのジーゼル爆発に際しても圧縮機構部の部品が圧縮機の周囲に飛散することや密閉容器が転倒することを防止することができ、密閉型圧縮機の安全性をさらに向上させることができる。
【００４９】
以上、実施の形態１〜３では密閉型圧縮機について説明したが、スクロール圧縮機や横型圧縮機に対しても、密閉容器の鉛直上方部分に薄肉部を設けたり、密閉容器内部の機構部を構成する部材に薄肉部を設けたりすることにより、同様な効果を得ることができるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１  密閉容器、１ａ  薄肉部、２  固定子、３  回転子、４  電動機、５  クランクシャフト、６  ローリングピストン、７  シリンダ、８  シリンダヘッド、９  フレーム、９ａ  薄肉部、１０  圧縮室、１１  冷凍機油、１２  吸入管、１３  気液分離器、１４  吐出管、１５  支持脚
【図１】
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【図２】
2012255416.tif 000004
【図３】
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【図４】
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