(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング内に収納され、低圧室及び高圧室を備えたシリンダヘッドと、固定子と可動子から構成されるモーターと、前記モーターの可動子が固定され圧縮室を構成するピストンと、前記ピストンの反圧縮室側に設けた低圧側背圧室及び高圧側背圧室と、一端がシステム低圧部に連通し、他端が前記低圧側背圧室に連通した低圧側連通管と、一端が前記シリンダヘッドの前記高圧室以降のシステム高圧部に連通し、他端が前記高圧側背圧室に連通した高圧側連通管とを備え、前記低圧側背圧室は、前記密閉ケーシングの容積よりも小さな容積を備えた振動式圧縮機。
【請求項２】
密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング内に収納され、低圧室及び高圧室を備えたシリンダヘッドと、固定子と可動子から構成されるモーターと、前記モーターの可動子が固定され圧縮室を構成するピストンと、前記ピストンの反圧縮室側に設けた低圧側背圧室と、前記低圧側背圧室よりも前記ピストンの軸中心側で且つ反圧縮室側に設けた高圧側背圧室と、一端がシステム低圧部に連通し、他端が前記低圧側背圧室に連通した低圧側連通管と、一端が前記シリンダヘッドの前記高圧室に連通し、他端が前記高圧側背圧室に連通した第一吐出管と、一端が前記高圧側背圧室に連通し、他端がシステム高圧部に連通した第二吐出管とからなる振動式圧縮機。
【請求項３】
少なくとも起動初期にモーター入力電圧を上昇させる電圧制御手段を備えた請求項１または２記載の振動式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍サイクル等に使用する振動式圧縮機に関し、特に運転圧力変化に対するピストン位置制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の振動式圧縮機としては、特開昭５１−５７００９号公報に示されているものがある。以下、図面を参照しながら上記従来の振動式圧縮機の一例を説明する。
【０００３】
従来の構成を図５に示す。図５において、１は密閉ケーシング、２は本体である。本体２は、モーター３、シリンダ４、ピストン５、軸受６、シリンダヘッド７、共振スプリング８とから構成されており、サスペンションスプリング（図示せず）により、密閉ケーシング１内に弾性支持されている。またモーター３は、固定子３ａと可動子３ｂとから構成されており、可動子３ｂはピストン５に固定されている。９は潤滑油であり、密閉ケーシング１内の下部に溜められている。
【０００４】
シリンダ４と軸受６は、ピストン５が軸方向に摺動可能なように支持している。共振スプリング８は、一端がモーター３の可動子３ｂに固定され、他端が軸受６に固定されており、一部が密閉ケーシング１内の下部に溜められている潤滑油９中に浸かっている。
【０００５】
共振スプリング８が自然長の状態で、ピストン５に固定されたモーター３の可動子３ｂは、固定子３ａに対してシリンダ４側にずれて配設されている。
【０００６】
１０はシリンダ４とピストン５とシリンダヘッド７とから構成される圧縮室、１１は吐出管であり、シリンダヘッド７の高圧室７ｂとシステム高圧部（図示せず）を連通している。
【０００７】
次に、振動式圧縮機の機構について説明する。交流電源を半波整流し、コイル巻線等で形成された固定子３ａに通電することにより、ピストン５に固定された可動子３ｂは固定子３ａの磁極の方向に磁気可変抵抗原理により吸引される。そして吸引時に、可動子３ｂと軸受６間に配設した共振スプリング８に蓄えられた弾性力により逆方向に押され、この繰り返しによりピストン５は軸方向の往復運動を繰り返す。
【０００８】
冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは、吸入管（図示せず）を介して、一部の冷媒ガスは密閉ケーシング１内に放出されるが、大部分の冷媒ガスはシリンダヘッド７の低圧室７ａに導かれ、シリンダ４内の圧縮室１０に至る。圧縮室１０に至った冷媒ガスは、上述したピストン５の往復運動により圧縮される。
【０００９】
圧縮された冷媒ガスは、シリンダヘッド７内に配設された吐出弁（図示せず)を介して一旦シリンダヘッド７内の高圧室７ｂに吐出された後、吐出管１１を介して冷却システムに吐出される。
【００１０】
また、密閉ケーシング１内の下部に溜まった潤滑油９は、ピストン５の軸方向の往復運動に伴う共振スプリング８の伸縮運動によりかく拌され、密閉ケーシング１内に飛散し、シリンダ４とピストン５間の摺動部や、軸受６とピストン５間の摺動部を潤滑、シールしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のような構成では、冷却システムの冷凍負荷の変化により、圧縮機の運転圧力（吸入圧力及び吐出圧力）が変化すると、ピストンの軸方向の振幅の中心位置が変化し、ピストンの上死点位置が変化する。
【００１２】
具体的には、吸入圧力、または吐出圧力が低下した時には、ピストンの圧縮室側の端面に作用するガス圧荷重が低下することにより、ピストンの振幅中心位置がシリンダヘッド側へ移動する。ここで、モーター入力電圧は一定であるので、ピストンの振幅は変化しない。
【００１３】
従って、ピストンの上死点位置がシリンダヘッド側に移動することにより、ピストンがシリンダヘッドに衝突し、ピストンやシリンダヘッドが損傷したり、騒音が大きくなる可能性があった。
【００１４】
また、吸入圧力、または吐出圧力が上昇した時には、ピストンの圧縮室側の端面に作用するガス圧荷重が増大することにより、ピストンの振幅中心位置が反シリンダヘッド側に移動する。ここで、モーター入力電圧は一定であるので、ピストンの振幅は変化しない。
【００１５】
従って、ピストンの上死点位置が反シリンダヘッド側に移動することにより、ピストンの上死点位置での圧縮室の容積（再膨脹容積）が増加する。そのため、実質的に圧縮室に吸入できる冷媒ガス量が減少し、圧縮機の冷凍能力及び効率が低下する可能性があった。
【００１６】
また、上記従来のような構成では、吸入ガスと共に圧縮室に吸入された潤滑油は、圧縮ガスと共に直接システムに吐出されてしまうため、密閉ケーシング内の潤滑油が減少する。
【００１７】
従って、過大な量の潤滑油が圧縮ガスと共にシステム内を流れることにより、システムでの熱交換効率が低下する可能性があり、また密閉ケーシング内の潤滑油が不足することにより、圧縮機内部でのシール性の低下により冷凍能力及び効率が低下したり、摺動部が摩耗する可能性があった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷却システムの冷凍負荷が変化し、吸入圧力、または吐出圧力が低下した時にも、ピストンの上死点位置が過大にシリンダヘッド側へ移動することを防ぐことにより、ピストンがシリンダヘッドに衝突することを防止し、ピストンやシリンダヘッドが損傷したり、騒音が大きくなることを防止する。
【００１９】
また、吸入圧力、または吐出圧力が上昇した時にも、ピストンの上死点位置が過大に反シリンダヘッド側へ移動する、即ちトップクリアランスが過大となることを防止することにより、圧縮ガスの再膨脹容積が増加することを防ぎ、圧縮機の冷凍能力及び効率の低下を防止する。
【００２０】
また、吐出ガス中に含まれる潤滑油を圧縮機内部で分離することにより、潤滑油のシステムへの流出及び密閉ケーシング内の潤滑油の減少を防ぎ、システムの効率の低下及び圧縮機の冷凍能力、効率の低下を防止すると共に、信頼性の向上を図る。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の振動式圧縮機は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納され、低圧室及び高圧室を備えたシリンダヘッドと、固定子と可動子から構成されるモーターと、モーターの可動子が固定され圧縮室を構成するピストンと、ピストンの反圧縮室側に設けた低圧側背圧室及び高圧側背圧室と、一端がシステム低圧部に連通し、他端が低圧側背圧室に連通した低圧側連通管と、一端がシリンダヘッドの高圧室以降のシステム高圧部に連通し、他端が高圧側背圧室に連通した高圧側連通管とを備え、低圧側背圧室は、密閉ケーシングの容積よりも小さな容積を備えている。
【００２２】
これにより、冷却システムの冷凍負荷が変化し、圧縮機の吸入圧力、または吐出圧力が低下した時にも、ピストンの上死点位置が過大にシリンダヘッド側へ移動することを防ぐことにより、ピストンがシリンダヘッドに衝突することを防止し、ピストンやシリンダヘッドの損傷を防止し、衝突による騒音の発生を防止する。
【００２３】
また、圧縮機の吸入圧力、または吐出圧力が上昇した時にも、ピストンの上死点位置が過大に反シリンダヘッド側へ移動する、即ちトップクリアランスが過大となることを防止することにより、圧縮ガスの再膨脹容積が増加することを防ぎ、圧縮機の冷凍能力及び効率の低下を防止する。
【００２４】
また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納され、低圧室及び高圧室を備えたシリンダヘッドと、固定子と可動子から構成されるモーターと、モーターの可動子が固定され圧縮室を構成するピストンと、ピストンの反圧縮室側に設けた低圧側背圧室と、低圧側背圧室よりもピストンの軸中心側で且つ反圧縮室側に設けた高圧側背圧室と、一端がシステム低圧部に連通し、他端が低圧側背圧室に連通した低圧側連通管と、一端がシリンダヘッドの高圧室に連通し、他端が高圧側背圧室に連通した第一吐出管と、一端が高圧側背圧室に連通し、他端がシステム高圧部に連通した第二吐出管とから構成されている。
【００２５】
これにより、潤滑油を吐出ガスから分離し、潤滑油のシステムへの流出及び密閉ケーシング内の潤滑油の減少を防ぎ、システム効率の低下及び圧縮機の冷凍能力、効率の低下を防止すると共に、信頼性の向上を図る。
【００２６】
また、少なくとも起動初期にモーター入力電圧を上昇させる電圧制御手段を備えた構成となっている。
【００２７】
これにより、圧縮機の起動初期等、高圧側背圧室内の圧力が低い時において、モーターへの入力電圧を増加させ、ピストンの振幅を増加させることにより、ピストンの上死点位置が反シリンダヘッド側に過大に移動することを防止する。そのため、トップクリアランスが過大となることを防止し、圧縮機の冷凍能力及び効率の低下を防止する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納され、低圧室及び高圧室を備えたシリンダヘッドと、固定子と可動子から構成されるモーターと、モーターの可動子が固定され圧縮室を構成するピストンと、ピストンの反圧縮室側に設けた低圧側背圧室及び高圧側背圧室と、一端がシステム低圧部に連通し、他端が低圧側背圧室に連通した低圧側連通管と、一端がシリンダヘッドの高圧室以降のシステム高圧部に連通し、他端が高圧側背圧室に連通した高圧側連通管とを備え、低圧側背圧室は、密閉ケーシングの容積よりも小さな容積を備えているので、冷却システムの冷凍負荷が変化し、圧縮機の吸入圧力、または吐出圧力が低下した時にも、ピストンの上死点位置が過大にシリンダヘッド側へ移動することを防ぎ、ピストンがシリンダヘッドに衝突することを防止し、ピストンやシリンダヘッドの損傷を防止し、衝突による騒音の発生を防止するという作用を有する。
【００２９】
また、圧縮機の吸入圧力、または吐出圧力が上昇した時にも、ピストンの上死点位置が過大に反シリンダヘッド側へ移動することを防ぎ、圧縮ガスの再膨脹容積の増加を防ぎ、圧縮機の冷凍能力及び効率の低下を防止するという作用を有する。
【００３０】
請求項２に記載の発明は、密閉ケーシングと、密閉ケーシング内に収納され、低圧室及び高圧室を備えたシリンダヘッドと、固定子と可動子から構成されるモーターと、モーターの可動子が固定され圧縮室を構成するピストンと、ピストンの反圧縮室側に設けた低圧側背圧室と、低圧側背圧室よりもピストンの軸中心側で且つ反圧縮室側に設けた高圧側背圧室と、一端がシステム低圧部に連通し、他端が低圧側背圧室に連通した低圧側連通管と、一端がシリンダヘッドの高圧室に連通し、他端が高圧側背圧室に連通した第一吐出管と、一端が高圧側背圧室に連通し、他端がシステム高圧部に連通した第二吐出管とから構成されているので、潤滑油を吐出ガスから分離し、過大な量の潤滑油が圧縮ガスと共にシステム内を流れることによる、システムでの熱交換効率の低下及び密閉ケーシング内の潤滑油が不足し、圧縮機内部でのシール性の低下による冷凍能力及び効率の低下や摺動部の摩耗の発生を防止するという作用を有する。
【００３１】
請求項３に記載の発明は、少なくとも起動初期にモーター入力電圧を上昇させる電圧制御手段を備えた構成となっているので、圧縮機の起動初期、高圧側背圧室内の圧力が低く、ピストンの上死点位置が反シリンダヘッド側に移動していることにより冷媒ガスを十分圧縮できない時も、モーターへの入力電圧を増加させ、ピストンの振幅を増加させることにより、起動初期のピストンの上死点位置を常に一定に制御し、冷媒ガスの圧縮を効率よく行うことにより、起動初期の冷凍能力及び効率の低下を防止するという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。尚、従来と同一構成については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は請求項１記載の振動式圧縮機の縦断面図である。図１において、１３、１４はそれぞれ低圧側背圧室及び高圧側背圧室であり、軸受６に固定された背圧部材１５とピストン５により形成されている。１６は低圧側連通管であり、一端がシステム低圧部１２ａに連通し、他端が低圧側背圧室１３に連通している。１７は高圧側連通管であり、一端がシステム高圧部１１ａに連通し、他端が高圧側背圧室１４に連通している。
【００３４】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。
まず、冷却システムの冷凍負荷が変化し、圧縮機の吸入圧力、または吐出圧力が低下した場合について説明する。
【００３５】
吸入圧力、または吐出圧力が低下した場合、ピストン５の圧縮室１０側端面に作用するガス圧荷重が低下する。このガス圧荷重の低下により、ピストン５を反シリンダヘッド７側へ移動させる力が低下する。
【００３６】
この時、システム低圧部１２ａの圧力、またはシステム高圧部１１ａの圧力も低下し、低圧側連通管１６及び高圧側連通管１７がそれぞれ連通したピストン５の反圧縮室１０側の低圧側背圧室１３、または高圧側背圧室１４内の圧力も低下する。
【００３７】
そのため、ピストン５の反圧縮室１０側の低圧受圧端部５ａ、または高圧受圧端部５ｂに作用するガス圧荷重も低下し、ピストン５をシリンダヘッド７側へ移動するように作用する力が低下する。
【００３８】
その結果、吸入圧力や吐出圧力の低下による圧縮室１０内のガス圧荷重の低下によって発生するピストン５の振幅中心位置、上死点位置を変化させる力は、低圧側背圧室１３、または高圧側背圧室１４内の圧力降下によるガス圧荷重の低下により打ち消され、実質的にはピストン５の振幅の中心位置は移動せず、ピストン５の上死点位置はほとんど変化しない。
【００３９】
従って、冷却システムの冷凍負荷が変化し、吸入圧力、または吐出圧力が低下した時も、低圧側背圧室１３、または高圧側背圧室１４内の圧力を低下させることにより、ピストン５の上死点位置が過大にシリンダヘッド７側へ移動することを防止できる。そのため、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突することを防ぐことができ、ピストン５やシリンダヘッド７の損傷を防止できると共に、衝突による騒音の発生も防止できる。
【００４０】
次に、冷却システムの冷凍負荷が変化し、吸入圧力、または吐出圧力が上昇した場合について説明する。
【００４１】
吸入圧力、または吐出圧力が上昇した場合、ピストン５の圧縮室１０側端面に作用するガス圧荷重が上昇する。このガス圧荷重の上昇により、ピストン５を反シリンダヘッド７側へ移動させる力が増大する。
【００４２】
この時、システム低圧部１２ａの圧力、またはシステム高圧部１１ａの圧力も上昇し、低圧側連通管１６及び高圧側連通管１７がそれぞれ連通したピストン５の反圧縮室１０側の低圧側背圧室１３、または高圧側背圧室１４内の圧力も上昇する。
【００４３】
そのため、ピストン５の反圧縮室１０側の低圧受圧端部５ａ、または高圧受圧端部５ｂに作用するバス圧荷重も上昇し、ピストン５をシリンダヘッド７側へ移動するように作用する力が増大する。
【００４４】
その結果、吸入圧力や吐出圧力の上昇による圧縮室１０内のガス圧荷重の上昇によって発生するピストン５の振幅中心位置、上死点位置を変化させる力は、低圧側背圧室１３、または高圧側背圧室１４内の圧力上昇によるガス圧荷重の増大により打ち消され、実質的にはピストン５の振幅の中心位置は移動せず、ピストン５の上死点位置はほとんど変化しない。
【００４５】
従って、冷却システムの冷凍負荷が変化し、吸入圧力、または吐出圧力が上昇した時も、低圧側背圧室１３、または高圧側背圧室１４内の圧力を上昇させることにより、ピストン５の上死点位置が過大に反シリンダヘッド７側へ移動することを防止できる。そのため、圧縮室１０内のトップクリアランス、再膨脹容積の増大を防止でき、圧縮機の冷凍能力及び効率の低下を防止することができる。
【００４６】
また、低圧側背圧室１３を形成せず、低圧受圧端部５ａに、低圧側背圧室１３に対して容積が大きい密閉ケーシング１内の圧力を作用させる時に比べると、低圧側背圧室１３内の圧力は吸入圧力の変化に高速に追従して変化するため、急激な吸入圧力の変化にも対応したピストン５の上死点位置の制御を行うことができる。
【００４７】
また、圧力制御弁等を用いてピストン５の上死点位置を制御する場合と比べても、冷媒ガスが弁を通過する時の損失や弁の応答遅れもない。
【００４８】
また本実施の形態では、低圧側低圧室１３及び高圧側背圧室１４に作用させる圧力を、それぞれシステム低圧部１２ａの圧力及びシステム高圧部１１ａの圧力としているが、それぞれの圧力は、シリンダヘッド７の低圧室７ａを含めたシステム中の低圧圧力部、シリンダヘッド７の高圧室７ｂを含めたシステム中の高圧圧力部であれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４９】
また、本実施の形態では、背圧部材１５を軸受６に固定しているが、軸受６以外の他の固定要素に固定しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５０】
（実施の形態２）
図２は請求項２記載の振動式圧縮機の縦断面図である。図２において、１３、１４はそれぞれ低圧側背圧室及び高圧側背圧室であり、軸受６に固定された背圧部材１５とピストン５により形成されている。１６は低圧側連通管であり、一端がシステム低圧部１２ａに連通し、他端が低圧側背圧室１３に連通している。１８は第一吐出管であり、シリンダヘッド７内の高圧室７ｂと高圧側背圧室１４を連通している。また１９は第二吐出管であり、高圧側背圧室１４とシステムの高圧部（図示せず）を連通している。
【００５１】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。尚、本実施の形態においても実施の形態１と同様の動作及び効果は得られ、その説明については省略する。
【００５２】
ピストン５の往復運動に伴う共振スプリング８の伸縮運動によりかく拌され、密閉ケーシング１内に飛散した潤滑油は、冷媒ガスと共に圧縮室１０に吸入され、圧縮された冷媒ガスと共にシリンダ７の高圧室７ｂ、第一吐出管１８を介して、高圧側背圧室１４内に導かれる。この時、高圧側背圧室１４は一定以上の容積を備えているため、潤滑油を含む冷媒ガスの流速は低下し、潤滑油の一部は冷媒ガスと分離され、高圧側背圧側１４に溜まる。
【００５３】
そして、高圧側背圧室１４の近傍に配設された低圧側背圧室１３内の圧力は低圧であるため、圧力差により高圧側背圧室１４に溜まった潤滑油はピストン５と背圧部材１５の摺動部を潤滑、シールしながら低圧側背圧室１３に漏れ溜められる。
【００５４】
低圧側背圧室１３に高圧の潤滑油や冷媒ガスが漏れることにより、低圧側背圧室１３内の圧力は、密閉ケーシング１内の低圧圧力よりもわずかに高くなる。そのため圧力差により、低圧側背圧室１３に溜まった潤滑油はピストン５と背圧部材１５の摺動部を潤滑、シールしながら密閉ケーシング１内の下部に戻り、溜められる。
【００５５】
従って、冷媒ガスと共に圧縮室１０から吐出された潤滑油の一部は、冷媒ガスと分離され、密閉ケーシング１へ戻すことができ、システムへの潤滑油の流出量を低減することができる。そのため、システムへの潤滑油の流出による熱交換効率の低下、密閉ケーシング１内の潤滑油の減少によるピストン５とシリンダ７等の摺動部のシール性の低下による冷凍能力及び効率の低下や、潤滑不足による摩耗を防ぐことができる。
【００５６】
尚、本実施の形態では、共振スプリング８により飛散した潤滑油による給油方式にて説明したが、他の摺動部への給油方式であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５７】
（実施の形態３）
図３は請求項３記載の振動式圧縮機の縦断面図であり、図４は同実施例の動作説明図（概念図）である。図３において、２０は電圧制御手段であり、圧縮機起動時や高圧側背圧室１４内の圧力がまだ低い時に、モーター３へ、定常運転時の入力電圧より高い入力電圧を加えるように働く。
【００５８】
以上のように構成された振動式圧縮機において、以下その動作を説明する。
実施の形態１、または２のような振動式圧縮機において、圧縮機運転中ピストン５は高圧側背圧室１４内のガス圧荷重を受け、振幅中心位置がシリンダヘッド７側へ移動する。そのため、圧縮機停止時において、ピストン５は従来の振動式圧縮機に比べて反シリンダヘッド７側によりずれて配設される。
【００５９】
また圧縮機停止時、システム中の圧力はほぼ均一であるため、高圧側背圧室１４内には圧縮機定常運転時のような高い圧力は作用していない。この様な状態において、モーター３への入力電圧を定常運転時と同じのまま圧縮機を起動すると、ピストン５の高圧受圧端部５ｂに作用するガス圧荷重は定常運転時と比べると低いため、ピストン５の上死点位置は定常運転時より反シリンダヘッド７側に移動したままの状態となる。そのため、圧縮室１０の再膨脹容積が大きくなる。
【００６０】
従って、圧縮室１０での昇圧能力が低下するため、高圧側背圧室１４内の圧力は徐々にしか上昇せず、所望のピストン５の上死点位置に復帰するまでに時間がかかる。
【００６１】
以上のような時において、電圧制御手段２０により定常運転時以上のモーター３への入力電圧とすることにより、ピストン５の振幅が増加し、ピストン５の振幅中心位置が反シリンダヘッド７側へ移動していてもトップクリアランス、即ち圧縮室１０の再膨脹容積が過大となることを防止できる。
【００６２】
圧縮室１０の再膨脹容積が過大とならないため、冷媒ガスの圧縮は、起動初期や高圧側背圧室１４の圧力が低い時においても定常運転時と同様に行うことができ、システム高圧部の圧力も上昇し、高圧側背圧室１４内の圧力も起動初期から上昇する。
【００６３】
高圧側背圧室１４内の圧力が上昇すると、ピストン５の反圧縮室１０側の高圧受圧端部５ｂに作用するガス圧荷重が上昇し、ピストン５をシリンダヘッド７側へ移動させるように作用する力が増大し、ピストン５の振幅中心位置、上死点位置はシリンダヘッド７側へ移動する。
【００６４】
そして、運転時間の経過に伴うピストン５のシリンダヘッド７側への移動に伴い、モーター３への入力電圧を徐々に低下させ、高圧側背圧室１４内の圧力が定常運転時の圧力とほぼ等しくなった時、定常運転時とほぼ等しい入力電圧となる。そのため、過大なピストン５のストロークを防止でき、ピストン５がシリンダヘッド７等に衝突し、損傷すること等を防止することができる。
【００６５】
従って、起動時において、ピストン５の上死点位置をいち早く定常運転時の位置に制御し、圧縮ガスの再膨脹容積が大きい状態での運転を防止することができ、冷媒ガスの圧縮を効率よく行うことにより、起動初期の冷凍能力及び効率の低下を防止することができる。
【００６６】
尚、本実施の形態では、起動初期や、高圧側背圧室１４内の圧力が低い時にモーター３への入力電圧を上昇させる構成で説明したが、圧縮機運転中常にモーター３への入力電圧を制御することにより、ピストン５のストロークを制御し、ピストン５の上死点位置を制御することにより、より大きな効果が得られることは言うまでもない。
【００６７】
また本実施の形態では、背圧室は低圧側背圧室１３と高圧側背圧室１４に分かれた構成となっているが、ピストン５の位置を制御するために圧力を用いる振動式圧縮機であればいかなる構成でも同様に実施可能である。
【００６８】
また本実施の形態では、実施の形態１に電圧制御手段２０を加えた構成について説明しているが、実施の形態２についても同じように実施可能であることは言うまでもない。
【００６９】
また本実施の形態において、実施の形態１、または２と同じ効果が得られることは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、冷却システムの冷凍負荷が変化し、圧縮機の吸入圧力、または吐出圧力が低下した時でも、ピストンの上死点位置が過大にシリンダヘッド側へ移動することを防ぎ、ピストンがシリンダヘッドに衝突することを防止し、ピストンやシリンダヘッドの損傷、衝突による騒音の増加を防止することができる。
【００７１】
また、圧縮機の吸入圧力、または吐出圧力が上昇した時でも、ピストンの上死点位置が過大に反シリンダヘッド側へ移動することを防ぎ、圧縮室内の再膨脹容積の増大による冷媒流量の減少を防ぎ、冷凍能力及び効率の低下を防止することができる。
【００７２】
また、吐出ガスを一定容積以上の高圧側背圧室へ一旦開放し、吐出ガスと共に吐出された潤滑油を圧縮機内の高圧側背圧室内で分離することにより、潤滑油のシステムへの流出を防ぐことができ、過大な量の潤滑油が吐出ガスと共にシステム内を流れることによる、システムでの熱交換効率の低下を防止することができる。さらに、密閉ケーシング内の潤滑油が不足することを防ぐことにより、圧縮機内部でのシール性の低下による冷凍能力及び効率の低下や摺動部の摩耗の発生を防ぐことができる。
【００７３】
また、電圧制御手段により、圧縮機の起動時や、高圧側背圧室内の圧力がまだ低い時に、定常運転時に比べて高い入力電圧をモーターに加えることにより、ピストンのトップクリアランスが過大となることを防止できる。そのため、起動初期から冷媒ガスの圧縮を効率よく行うことにより、起動初期等の冷凍能力及び効率の低下を防止することができる。
【００７４】
また、時間経過に伴って高圧側背圧室内の圧力が上昇してきても、ピストンが過大なストロークとなることを防止でき、ピストンがシリンダヘッド等に衝突し、損傷すること等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１記載の振動式圧縮機の縦断面図
【図２】本発明の請求項２記載の振動式圧縮機の縦断面図
【図３】本発明の請求項３記載の振動式圧縮機の縦断面図
【図４】同実施例の振動式圧縮機の動作説明図
【図５】従来の振動式圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
１  密閉ケーシング
３  モーター
３ａ  固定子
３ｂ  可動子
５  ピストン
７  シリンダヘッド
７ａ  低圧室
７ｂ  高圧室
１０  圧縮室
１１ａ  システム高圧部
１２ａ  システム低圧部
１３  低圧側背圧室
１４  高圧側背圧室
１６  低圧側連通管
１７  高圧側連通管
１８  第一吐出管
１９  第二吐出管
２０  電圧制御手段
【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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