(57)【要約】【課題】密閉型圧縮機において、冷媒の旋回流により、吸入マフラが加熱され、能力、効率の向上度が低い課題を有していた。【解決手段】密閉容器３０１の内部の空間は、分流制御板９１１により、熱的空間として、高温空間部９００と低温空間部９０１に分割されており、密閉容器３０１の外部から、冷媒ガス４１１を吸い込む吸入配管９０５と、吸入配管９０５に近接して設けられた吸入マフラ４１０側が、低温空間部９０１として熱的に大きく区分された構成を有し、吸入マフラ４１０の温度上昇を抑制し、体積効率の向上による能力向上、効率向上が得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に潤滑油を貯留する密閉容器と、前記密閉容器内に配置された電動要素と、前記密閉容器内に配置され、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を備え、前記圧縮要素を、前記電動要素によって回転駆動されるシャフトと、前記シャフトに形成された偏心部と、圧縮室と、前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、前記圧縮室内で運動するピストンと、前記潤滑油を摺動面に供給する給油手段とを具備し、冷媒ガスを、前記密閉容器に設けられた吸入配管から吸入マフラを介して圧縮室へ導き、吐出管から吐出する構成とし、さらに、前記密閉容器の内部を、前記吸入マフラを含む低温空間部と、前記吐出管を含む高温空間部に概略分割し、前記冷媒ガスを、前記低温空間部と前記高温空間部に熱的に偏在して存在するようにした密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記低温空間部と前記高温空間部を、前記密閉容器内に設けた分流制御板によって分割した請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記分流制御板を、フィルムカーテンとした請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記フィルムカーテンを、耐冷媒性ゴム材料により形成した請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記フィルムカーテンを、前記密閉容器側に固定した請求項３または４に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記フィルムカーテンを、前記圧縮要素または前記電動要素側に固定した請求項３または４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、冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルシステムに用いられる密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の密閉型圧縮機は、高信頼性を前提とした消費電力の低減が強く望まれている。消費電力低減のための課題として、密閉型圧縮機内での熱を効率よく利用する課題が挙げられる。
【０００３】
これらの課題に対し、従来の密閉型圧縮機としては、吸入マフラを吸入管に近づけ、吸入する冷媒ガスをより低温で吸い込む構造としたものがあげられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４において、電動要素１００は、固定子１、回転子２からなり、圧縮要素２００は、シリンダ５、シリンダヘッド２０、ピストン８、シャフト６の偏心部７を有し、電動要素１００によって駆動される。ピストン８によって冷媒ガス１９は圧縮され、吐出管２２より密閉容器１３の外部に吐出される。
【０００５】
吸入管配管２１は、密閉型圧縮機１ａの密閉容器１３外の冷媒ガス１９を吸入し、吸入マフラ３０から、吸入管３を通って、シリンダ５内に冷媒ガス１９を導く構成を有する。
【０００６】
電動要素１００によりシャフト６が回転し、その偏心部７を介して伝達される運動によりピストン８がシリンダ５内で動き、冷媒ガス１９を圧縮室１０内に吸入、圧縮し、吐出する。その後、圧縮室１０より吐出された冷媒ガス１９は、吐出管２２を通って密閉容器１３外部に吐出される。
【０００７】
本従来例は、回転式圧縮機を図示し、説明しているが、往復動圧縮機でもその動作・作用は、基本的に同一である。
【０００８】
従来の密閉型圧縮機は、密閉容器１３の外部の吸入配管２１から吸い込まれた冷媒ガス１９が、吸入配管２１と近接されて配置された吸入マフラ３０に吸い込まれることで、より低温の冷媒ガス１９がシリンダ５内に吸入され、冷媒ガス１９の密度をより高く保てることから、密閉型圧縮機１ａの効率を高くできるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４５９９６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成では、冷媒ガス１９の密閉容器１３の外部からシリンダ５の吸い込みに至る経路での受熱低減は考慮されているが、密閉容器１３の内部における熱の分布については、考慮されておらず、密閉容器１３内に滞在する冷媒ガス１９により、吸入マフラ３０が加熱され、結果として冷媒ガス１９が吸入マフラ３０内で加熱されてしまい、期待どおりにシリンダ５に入る冷媒ガス１９の温度低減が図れず、十分な効率向上が得られない課題を有していた。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、圧縮機の効率向上を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、密閉容器の内部を、吸入マフラを含む低温空間部と、吐出管を含む高温空間部に概略分割したものである。
【００１３】
かかる構成とすることにより、密閉容器内で発生する冷媒ガスの旋回流を、高温空間部と低温空間部に略分割し、低温空間部の吸入マフラから吸入される冷媒ガスを、より低温にして体積効率の増加を可能にし、効率の向上をはかることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の密閉型圧縮機は、冷媒ガスが吸入マフラを含む密閉容器内の吸入側サイドで加熱されることを少なくすることにより、吸入される冷媒ガスの密度を高く保ち、効率を上げるとともに、さらに、吸入側を含む系の全体の温度を低く保ち、吐出側を含む部分の温度を高く維持するような温度分布を可能とすることで、効率の高い圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１の密閉型圧縮機の水平断面図
【図３】本発明の実施の形態１の密閉型圧縮機の立体模式図
【図４】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、底部に潤滑油を貯留する密閉容器と、前記密閉容器内に配置された電動要素と、前記密閉容器内に配置され、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を備え、前記圧縮要素を、前記電動要素によって回転駆動されるシャフトと、前記シャフトに形成された偏心部と、圧縮室と、前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、前記圧縮室内で運動するピストンと、前記潤滑油を摺動面に供給する給油手段とを具備し、冷媒ガスを、前記密閉容器に設けられた吸入配管から吸入マフラを介して圧縮室へ導き、吐出管から吐出する構成とし、さらに、前記密閉容器の内部を、前記吸入マフラを含む低温空間部と、前記吐出管を含む高温空間部に概略分割し、前記冷媒ガスを、前記低温空間部と前記高温空間部に熱的に偏在して存在するようにしたものである。
【００１７】
かかる構成とすることにより、密閉容器内で発生する冷媒ガスの旋回流を、高温空間部と低温空間部に略分割し、低温空間部に吸入マフラ、吸入配管を配置することにより、吸入マフラから吸入される冷媒ガスを、より低温にすることができる。さらに、吸入マフラ自体の加熱も低減することができるので、圧縮室に吸入される冷媒ガスの密度を高くすることができる。その結果、冷媒ガスの密度の上昇により、冷凍能力が増加するとともに、体積効率を増加し、効率、Ｃ．Ｏ．Ｐ．を向上する。したがって、高効率で、エネルギー消費が少なく、また、能力の向上により、相対的に小型の密閉型圧縮機を提供することができる。
【００１８】
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、前記低温空間部と前記高温空間部を、前記密閉容器内に設けた分流制御板によって分割したものである。
【００１９】
かかる構成とすることにより、分流制御板によって冷媒ガスの流れを密閉容器全体の空間の途中で曲げることができる。その結果、分流制御板を設けるといった簡単な構成により、密閉空間全体において冷媒ガスが略分割された流れを発生させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記分流制御板を、フィルムカーテンとしたものである。
【００２１】
かかる構成とすることにより、分流制御板にフィルムカーテンを用いることで、より確実に高温空間部と低温空間部を形成することが可能となり、請求項１および２に記載した作用、効果をより確実かつ大きく得ることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記フィルムカーテンを、耐冷媒性ゴム材料により形成したものである。
【００２３】
かかる構成とすることにより、フィルムカーテンが耐冷媒性のゴム材料であるので、圧縮要素が密閉容器内部で動く構成の密閉型圧縮機においても、フィルムカーテンと圧縮要素等の部品の接触による騒音を回避することができ、さらに、冷媒ガスや潤滑油による劣化促進を抑制することができ、信頼性を向上することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の発明において、前記フィルムカーテンを、前記密閉容器側に固定したものである。
【００２５】
かかる構成とすることにより、前記フィルムカーテンを、密閉容器の製造に連続して形成することが可能となり、密閉容器を基準として、密閉型圧縮機の各モデル展開をする場合に、生産性を向上することが可能となる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項３または４に記載の発明において、前記フィルムカーテンを、前記圧縮要素または前記電動要素側に固定したものである。
【００２７】
かる構成とすることにより、前記フィルムカーテンを、電動要素または圧縮要素の製造に連続して形成することが可能となり、電動要素または圧縮要素を基準として、密閉型圧縮機の各モデル展開をする場合に、生産性を向上することが可能となる。
【００２８】
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本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（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縦断面図、図２は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の水平断面模式図、図３は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の内部構成を示す立体模式図である。
【００３０】
図１から図３において、密閉型圧縮機３００は、密閉容器３０１の内部において、下方に配置された電動要素３０２と、この電動要素３０２によりシャフト３０３を介して駆動される圧縮要素３０７を上方に配置している。圧縮要素３０７は、シャフト３０３に設けられた偏心部３０３ａの回転運動を、コンロッド３０４の小端孔３０４ａとピストン３０５のピストンピン孔３０５ａに挿入されたピストンピン３０５ｂを介してピストン３０５の往復運動に変換し、シリンダ３０６内をピストン３０５が往復運動するように構成されている。
【００３１】
シャフト３０３は、シリンダブロック３３１に形成された軸受部３３４とシャフト３３７の主軸部３４０が隙間を介して回転する軸線である。
【００３２】
シリンダブロック３３１には、その側部に吸入マフラ４１０と、反シャフト方向である
前部に弁座板４０８を介してシリンダヘッド４０９とが備えられ、冷媒ガス４１１の吸入と吐出径路４１８が形成されている。
【００３３】
また、密閉容器３０１の底部には、密閉型圧縮機３００の各摺動部と、これを駆動するシャフト３０３の軸受摺動部４１４を摺動潤滑するための潤滑油４１５を貯留しており、シャフト３０３の下端部に設けられた給油手段４１６によって潤滑油４１５を汲み上げ、先ず軸受摺動部４１４へ給油し、更にシャフト３０３と偏心部３０３ａとの内径に備えた給油孔４１８ａを通して上方に位置する圧縮要素３０７に給油している。
【００３４】
圧縮要素３０７に給油された潤滑油４１５は、偏心部３０３ａの外径に導かれ、コンロッド３０４の内径の摺動部を潤滑した後、偏心部３０３ａの上部から周囲に飛散し、ピストン３０５とシリンダブロック３３１の円筒形孔部３５０にも供給され、シリンダブロック３３１の円筒形孔部３５０の中で往復動をするピストン３０５が冷媒ガス４４１を圧縮する空間である圧縮室３５３から冷媒ガス４４１が過剰に漏れることがないようにシールしている。
【００３５】
さらに、シリンダブロック３３１の円筒形孔部３５０の内壁３５５は、ピストン３０５の外周面４２０と摺動する摺動面４２５を有するとともに、ピストン３０５の外周面４２０には、円筒形孔部３５０と摺動しない面である凹部４３０が形成されている。
【００３６】
次に、ピストン３０５の詳細を説明する。
【００３７】
ピストン３０５には、ピストンピン孔３０５ａが形成され、ピストンピン３０５ｂが挿入されている。ピストン３０５の凹部４３０は、円筒形孔部３５０との摺動を減らす構造をとることで、シリンダブロック３３１の円筒形孔部３５０とピストン３０５の摺動損失は最小限となる構造となっている。
【００３８】
密閉容器３０１の内部の空間は、分流制御板９１１により、熱的空間として、高温空間部９００と低温空間部９０１に分割されており、密閉容器３０１の外部から、冷媒ガス４１１を吸い込む吸入配管９０５と、吸入配管９０５に近接して設けられた吸入マフラ４１０側が低温空間部９０１として熱的に大きく区分された構成である。また、分流制御板９１１は、本実施の形態１においては、フィルムカーテン９１２によって形成しているが、樹脂製あるいはゴム製の板によって形成することもできる。ここでは、分流制御板９１１を、フィルムカーテン９１２とした場合について説明する。
【００３９】
フィルムカーテン９１２は、固定部９２０により、密閉容器３０１の内壁の一部、あるいは、電動要素３０２や圧縮要素３０７の一部に固定されている。
【００４０】
密閉型圧縮機３００の電動要素３０２に通電されると、シャフト３３７が回転し、回転は、ピストン３０５の往復運動に変換され、シリンダブロック３３１の円筒形孔部３５０の中をピストン３０５が往復運動する。これにより、圧縮室３５３の容積が変化し、冷媒ガス４１１の吸入と圧縮が行われる。
【００４１】
シリンダブロック３３１の円筒形孔部３５０は、テーパー形状を有するとともに、ピストン３０５に形成された凹部４３０は、ピストン３０５とシリンダブロック３３１の円筒形孔部３５０との摺動部分を出来る限り小さくすることで、摺動の損失を低減し、効率を向上するようにしている。
【００４２】
また、給油手段４１６により、ピストン３０５と円筒形孔部３５０に潤滑油４１５を供給している。さらに、密閉容器３０１の内部壁面との熱交換による放熱方法は、種々提案
されているが、本実施の形態１においても周知技術と同様に潤滑油４１５の供給を行っており、ピストン３０５の凹部４３０および、摺動部である外周面４２０には、十分な潤滑油４１５が供給されている。
【００４３】
次に、密閉容器３０１内部の冷媒ガス４１１の挙動と熱分布について述べる。ここで、本実施の形態１に示す圧縮要素３０７は、密閉型圧縮機３００を鉛直上方から見た時、シャフト３３７は時計回りに回転することを前提として説明する。
【００４４】
シャフト３３７が時計回り、即ち右回転すると、電動要素３０２の回転子も右回りしている。これらの右回転は、密閉容器３０１内部の冷媒ガス４１１に右旋回流を起こしている。
【００４５】
しかし、このことは、従来の密閉型圧縮機でも同じであり、冷媒ガス４１１の旋回流は、密閉容器３０１の内部全体の温度を均一化させてしまう。特に、従来の密閉型圧縮機では、吸入配管９０５から、吸入マフラ４１０に至る部分、また、吸入マフラ４１０の表面は、冷媒ガス４１１の旋回流により、圧縮要素３０７の各摺動部や、電動要素３０２の加熱部分の高温が伝熱していた。この伝熱により、吸入マフラ４１０への吸い込み冷媒ガス４１１の加熱や、吸入マフラ４１０自体の加熱が起こっていたが、本実施の形態１によれば、この様な熱の均一化を、分流制御板９１１により、図２に示すように、高温空間流れ９０２と低温空間流れ９０３に分割する。これは、フィルムカーテン９１２（分流制御板９１１）が分流制御流れ９０４を起こし、これにより、密閉容器３０１内の流れが、大きく高温空間部９００の高温空間流れ９０２と低温空間部９０１の低温空間流れ９０３に分かれることにより得られるものである。
【００４６】
これにより、低温空間部９０１は、より低温になり、その結果、吸入マフラ４１０に吸入される冷媒ガス４１１は、より高密度となり、体積効率の向上が得られ、能力向上と効率向上ができることとなる。またさらに、低温空間部９０１は、吸入マフラ４１０の壁面周囲温度も低下させることとなるので、より効果的に吸入される冷媒ガス４１１の温度を下げることができる。
【００４７】
さらに、分流制御板９１１をフィルムカーテン９１２で構成しているため、熱的分割の効果は大きい。また、潤滑油４１５も同様に高温側と低温側に分類されるので、潤滑油４１５の吸入側への熱伝達も防げることとなり、吸入側の低温空間部９０１は、より低く保つことができる。
【００４８】
発明者らの検討によると、低温空間部９０１の温度低減は、約５Ｋ得られており、これにより、体積効率、即ち冷凍能力の向上と、効率（Ｃ．Ｏ．Ｐ．）の向上が得られる実測結果を得ている。
【００４９】
尚、フィルムカーテン９１２および、分流制御板９１１は、耐冷媒ゴム材料や、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ナイロン６６等のフィルムを用いることで、圧縮要素３０７が密閉容器３０１に固定されていない密閉型圧縮機３００においても、金属接触音などが生じない構成とすることができる。
【００５０】
また、フィルムカーテン９１２は、密閉容器３０１側のみならず、圧縮要素３０７や、電動要素３０２側あるいは、それら双方に取り付けることも可能であり、その構成は容易であり、圧縮要素３０７や、密閉容器３０１の形態に応じて、同様の技術思想のもとに、具体設計は容易に種々行うことができる。
【００５１】
このような構成は、本実施の形態１に述べたピストン・コンロッド型の圧縮機のみなら
ず、他の方式の圧縮機にも応用展開できる。電動要素３０２や圧縮要素３０７の摺動部分の発熱が旋回流により全体に均一化される圧縮機において、吸入側との熱分離をはかることが基本技術思想であり、同様な構成における種々の圧縮機に適用でき、高効率と能力の向上が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、冷凍サイクルを構成する密閉型圧縮機の効率向上を可能とするもので、家庭用あるいは業務用の冷凍機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
３００  密閉型圧縮機
３０１  密閉容器
３０２  電動要素
３０３ａ  偏心部
３０５  ピストン
３０７  圧縮要素
３３７  シャフト
３３４  軸受部
３５３  圧縮室
４１０  吸入マフラ
４１５  潤滑油
４１６  給油手段
９００  高温空間部
９０１  低温空間部
９０５  吸入配管
９１１  分流制御板
９１２  フィルムカーテン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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