(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮要素と、電動要素と、ガスが吸込まれる吸込みポートと、この吸込みポートにあって開閉運動をする吸込み弁とを有する圧縮機において、
前記吸込み弁を複数枚重ね、
この重ねた吸込み弁の一端を固定し、他端を前記吸込みポートに着座させ、
前記吸込みポートに面する部分の前記吸込み弁に貫通穴を設け、
前記貫通穴は、前記吸込みポートの径内で、弁先端側が頂点であって弁固定側が底辺となる三角形状であることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
圧縮要素と、電動要素と、ガスが吐出される吐出ポートと、この吐出ポートにあって開閉運動をする吐出弁とを有する圧縮機において、
前記吐出弁を複数枚重ね、
この重ねた吐出弁の一端を固定し、他端を前記吐出ポートに着座させ、
前記吐出ポートに面する部分の前記吐出弁に貫通穴を設け、
前記貫通穴は、前記吐出ポートの径内で、弁先端側が頂点であって弁固定側が底辺となる三角形状であることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項３】
圧縮要素と、電動要素と、ガスが吸込まれる吸込みポートと、ガスが吐出される吐出ポートと、これら吸込みポートもしくは吐出ポートにあって開閉運動をする吸込み弁及び吐出弁とを有する圧縮機において、
前記吸込み弁と前記吐出弁とをそれぞれ複数枚重ね、
この重ねた吸込み弁と吐出弁との一端を固定し、他端を前記吸込みポートもしくは前記吐出ポートに着座させ、
前記吸込みポートもしくは前記吐出ポートに面する部分の前記吸込み弁及び前記吐出弁に貫通穴を設け、
前記貫通穴は、前記吸込みポートあるいは前記吐出ポートの径内で、弁先端側が頂点であって弁固定側が底辺となる三角形状であることを特徴とする密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動要素及び圧縮要素を容器内に密閉して収納するレシプロ形、ロータリ形などの密閉型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレシプロ形の密閉型圧縮機の構造を、図６により説明する。
底部に潤滑油を貯溜する密閉容器１内にステータ２ａとロータ２ｂとからなる電動要素２と、シリンダ３、ピストン４、シリンダヘッド５、ヘッドカバー６からなる圧縮要素とを、クランク軸７を支持する軸受けを有するフレーム８の上下に配して圧縮機本体を構成し、この圧縮機本体をバネ９にて支持することにより密閉容器１内に収納しており、電動要素２をインバータにより制御することで回転数を変化させている。
【０００３】
このような密閉型圧縮機で使用される弁構造を、図７に示す。
１０は吸込み弁、１１は吸込みポート、１２は吐出ポート、１３は吐出弁、１４は弁押え、１５はリテーナ、１６はヘッドカバー６内に設けられた吐出室、１７は圧縮室である。吸込み弁１０は、一端がシリンダヘッド５とシリンダ３とで狭持固定され、他端はシリンダヘッド５に設けられた吸込みポート１１に着座し、吸込みガスにより吸込みポート１１を開閉運動する構造になっている。また、吐出弁１３は、一端が弁押え１４と共にリテーナ１５を内部に取り付けてあるヘッドカバー６とシリンダヘッド５との間に狭持固定され、他端はシリンダヘッド５に設けた吐出ポート１２に着座し、吐出ガス圧力により吐出ポート１２を開閉運動する構造になっている。
ピストン４が下死点まで移動する吸込み行程では、吐出弁１３は吐出室１６内の高圧ガス圧力を受けて閉鎖されており、吸込みポート１１より低圧ガスが吸込まれ、そのガス圧力により吸込み弁１０が開いてガスが圧縮室１７へ吸い込まれる。ピストン４が下死点より上死点へ向かって圧縮を始めると吸込み弁１０は閉鎖され、圧縮室１７は密閉空間となり、圧縮室１７内のガスは圧縮されて圧力が上昇する。圧縮室１７内のガス圧力が吐出室１６の圧力に達した以降に、吐出弁１３が開いて圧縮室１７内の高圧ガスが吐出室１６へ吐出される。吐出弁１３は開く時に弁押え１４と接触し、さらに吐出弁１３は弁押え１４を押上げ、リテーナ１５へ弁押え１４を押し付ける。この際、弁押え１４は吐出弁１３がリテーナ１５へ衝突するのを和らげるクッションの役割を果たす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来の密閉型圧縮機においては、図８に示すように、吸込みポート１１より冷媒ガスを吸込む時に、冷媒ガスが吸込み弁１０を押し上げて吸入を行なうが、従来の吸込み弁構造では吸込み弁１０が開くと、冷媒ガスの流速に伴った自励振動が吸込み弁１０において発生し、この自励振動により騒音が発生することに対して配慮されていなかった。さらに吸込み弁１０が吸込みポート１１へ着座する際、衝突による騒音が発生することに対し配慮されていなかった。このような自励振動は、冷媒ガスの流速が遅くなる圧縮機の低速運転時に、より顕著に起こる。
【０００５】
また同様に、吐出ポート１２より冷媒ガスを吐出する時に、冷媒ガスが吐出弁１３を押し上げて吐出を行なうが、従来の吐出弁構造では吐出弁１３が開くと、冷媒ガスの流速に伴った自励振動が吐出弁１３において発生し、この自励振動により騒音が発生する。さらに吐出弁１３が吐出ポート１２へ着座する際、衝突による騒音が発生することに対し配慮されていなかった。このような自励振動は、冷媒ガスの流速が遅くなる圧縮機の低速運転時に、より顕著に起こる。
【０００６】
なお、上記弁構造に関する従来技術として、特開昭５７−１８１９８１号公報が挙げられる。
【０００７】
本発明の目的は、上記に鑑み、吸込み弁及び吐出弁の自励振動により発生する騒音と、吸込み弁及び吐出弁の閉鎖時に吸込みポートもしくは吐出ポートに着座する際発生する衝突音をなくし、騒音の低減を図れる密閉型圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る密閉型圧縮機は、圧縮要素と、電動要素と、ガスが吸込まれる吸込みポートと、この吸込みポートにあって開閉運動をする吸込み弁とを有する圧縮機において、前記吸込み弁を複数枚重ね、この重ねた吸込み弁の一端を固定し、他端を前記吸込みポートに着座させ、前記吸込みポートに面する部分の前記吸込み弁に貫通穴を設け、前記貫通穴は、前記吸込みポートの径内で、弁先端側が頂点であって弁固定側が底辺となる三角形状である構成としたものである。
本発明に係る密閉型圧縮機は、圧縮要素と、電動要素と、ガスが吐出される吐出ポートと、この吐出ポートにあって開閉運動をする吐出弁とを有する圧縮機において、前記吐出弁を複数枚重ね、この重ねた吐出弁の一端を固定し、他端を前記吐出ポートに着座させ、前記吐出ポートに面する部分の前記吐出弁に貫通穴を設け、前記貫通穴は、前記吐出ポートの径内で、弁先端側が頂点であって弁固定側が底辺となる三角形状である構成としたものである。
本発明に係る密閉型圧縮機は、圧縮要素と、電動要素と、ガスが吸込まれる吸込みポートと、ガスが吐出される吐出ポートと、これら吸込みポートもしくは吐出ポートにあって開閉運動をする吸込み弁及び吐出弁とを有する圧縮機において、前記吸込み弁と前記吐出弁とをそれぞれ複数枚重ね、この重ねた吸込み弁と吐出弁との一端を固定し、他端を前記吸込みポートもしくは前記吐出ポートに着座させ、前記吸込みポートもしくは前記吐出ポートに面する部分の前記吸込み弁及び前記吐出弁に貫通穴を設け、前記貫通穴は、前記吸込みポートあるいは前記吐出ポートの径内で、弁先端側が頂点であって弁固定側が底辺となる三角形状である構成としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る密閉型電動圧縮機の実施例の要部拡大断面図、図２は吸込み弁の拡大図、図３は吸込み弁の動作説明図である。
図において、３はシリンダ、４はピストン、５はシリンダヘッド、６はヘッドカバーで圧縮要素を構成している。１１は吸込みポート、１２は吐出ポート、１４は弁押え、１５はリテーナ、１６はヘッドカバー６内に設けられた吐出室である。１７は圧縮室、１８は第一吸込み弁、１９は第二吸込み弁、２０は第一吐出弁、２１は第二吐出弁である。
【００１０】
図１、図２に示すように、吸込みポート１１に、第一吸込み弁１８及び第二吸込み弁１９の２枚の吸込み弁を設け、第一吸込み弁１８が吸込みポート１１をシールする面に、吸込みポート１１の面積に対して８０％以下の面積で、第一吸込み弁１８の弁運動部の先端側へ偏心させて貫通穴１８ａを設けた構造となっている（破線は、吸込みポート１１の大きさを示す）。また、第一吸込み弁１８の固定部近傍と、第二吸込み弁１９の固定部近傍とは形状を異なるものとし（本実施例では第二吸込み弁１９に貫通穴１９ａを形成）、バネ定数が両者で異なる構造となっている（第一吸込み弁＜第二吸込み弁）。１８ｂ、１９ｂは吐出ポート１２と一致する位置に形成された貫通穴である。
すなわち、第一吸込み弁１８に貫通穴１８ａを設け、また２枚の吸込み弁１８、１９を重ねて吸込みポート１１をシールしているので、吸込みポート１１より吸込み弁１８、１９を開かせるためのガス圧力による力が、第一吸込み弁１８に対しては吸込みポート１１の面積から貫通穴１８ａの面積を引いた力で作用する。また、第二吸込み弁１９に対しては貫通穴１８ａの面積分の力として作用する。  さらに、貫通穴１８ａが第一吸込み弁１８の弁運動部の先端に設けられているので、第二吸込み弁１９の弁運動部の先端へガス圧力が作用する。このため、第二吸込み弁１９が開きやすい構造となっていること、また、第一吸込み弁１８と第二吸込み弁１９とのバネ定数が異なっているため、２枚の吸込み弁の作動開始にズレが生ずる。さらに、２枚の吸込み弁が開いている間にガス圧力より受ける力が異なること、また、図３に示すように、吸込みポート１１側にある第一吸込み弁１８の貫通穴１８ａが吸込みガスの流れ（実線矢印で示す流れ）を乱すことにより、２枚の吸込み弁１８、１９の作動形態を異なったものにすることができる。
さらにピストン４が下死点へ達して第一吸込み弁１８、第二吸込み弁１９が閉じる時には、第一吸込み弁１８が第二吸込み弁１９のクッションの代わりを果たすため、第二吸込み弁１９が閉じる際に生ずるシリンダヘッド５との衝突を緩和することができる。
【００１１】
同様に図１に示すように、吐出ポート１２に第一吐出弁２０、第二吐出弁２１の２枚の吐出弁を設け、第一吐出弁２０が吐出ポート１２をシールする面に吐出ポート１２の面積に対して８０％以下の面積で、第一吐出弁２０の弁運動部の先端へ偏心させて貫通穴２０ａを設けた構造となっている。また、第一吐出弁２０の固定部近傍、第二吐出弁２１の固定部近傍の形状が異なっており、このためバネ定数が両者で異なる構造となっている（第一吐出弁＜第二吐出弁）。
すなわち、第一吐出弁２０に貫通穴２０ａを設け、また２枚の吐出弁２０、２１を重ねて吐出ポート１２をシールしているので、吐出ポート１２より吐出弁２０、２１を開かせるためのガス圧力の力が、第一吐出弁２０に対してはポート面積から貫通穴２０ａの面積を引いた力で作用する。また、第二吐出弁２１に対しては貫通穴２０ａの面積分の力として作用する。
さらに、貫通穴２０ａが第一吐出弁２０の弁運動部の先端に設けられているので、第二吐出弁２１の弁運動部の先端へガス圧力が作用する。このため、第二吐出弁２１が開きやすい構造となっていること、また、第一吐出弁２０と第二吐出弁２１のバネ定数が異なっているため、この２枚の吐出弁の作動開始にズレが生ずる。さらに、２枚の吐出弁が開いている間にガス圧力より受ける力が異なること、また、吐出ポート１２側にある第一吐出弁２０の貫通穴２０ａが吐出ガスの流れを乱すことにより、２枚の吐出弁２０、２１の作動形態を異なったものにすることができる。
さらにピストン４が上死点へ達して第一吐出弁２０、第二吐出弁２１が閉じる時には、第一吐出弁２０が第二弁２１のクッションの代わりを果たすため、第二吐出弁２１が閉じる際に生ずるシリンダヘッド５との衝突を緩和する。
【００１２】
図４は、吸込み弁の他の実施例の拡大図である。
同図に示すように、第一吸込み弁１８に設ける貫通穴１８ｂを、破線で示す吐出ポート１２の円内で弁の先端部側を頂点とし、この先端部より離れた反先端部側の底辺が円形の三角形状に近似の貫通穴としたものである。第一吸込み弁１８における吸込みガス圧力の受圧面を大きくし、さらに吸込みガス圧力が第二吸込み弁１９の弁運動部の先端側より反先端側に大きな力が加わる。このため、第一吸込み弁１８、第二吸込み弁１９ともに作動しやすい構造となる。
同様に、第一吐出弁２０に設ける貫通穴（図示せず）を、吐出ポート１２の円内で弁の先端部側を頂点とし反先端部側が円形の変則三角形状に近似の貫通穴とする。第一吐出弁２０における吐出ガス圧力の受圧面を大きくし、さらに吸込みガス圧力が第二吐出弁２１の弁運動部側の先端側より反先端側に大きな力が加わるため、第一吐出弁２０、第二吐出弁２１ともに作動しやすい構造とする。
【００１３】
上記実施例による弁構造を有する圧縮機の音圧レベルの一例を図５に示す。
同図は、縦軸に音圧レベル（ｄＢ）をとり、横軸に周波数（Ｈｚ）をとって示してある。また、従来品を白ヌキ、本発明品をハッチングの棒グラフでそれぞれ示す（図中、１．０Ｋは１０００、Ｏ．Ａはオーバオールを意味）。同図から明らかなように、圧縮機運転音圧レベルは、高周波領域において大幅に改善されている。
また、図２に示す円形の貫通穴１８ａ、２０ａと吸込みポート１１、吐出ポート１２との面積比は、面積比が８０％より大きいと騒音低減効果があまりなく、小さくなるにつれて効果が大きくなっている。しかし、面積比はあまり小さすぎても期待する効果は得られるなくなる。
なお、吸込み弁もしくは吐出弁は３枚重ねにしてもよく、また、吸込みポート、吐出ポートを有するものであれば、上記レシプロ形に限らず、たとえばロータリ形などの密閉型圧縮機であってもよい。
【００１４】
上述するように、本実施例によれば、吸込み弁を重ねて吸込みポートをシールしているので、吸込みポートより弁を開かせるためのガス圧力により発生する力が、第一吸込み弁に対してはポート面積から第一吸込み弁に設けた貫通穴の面積を引いた力に、第二吸込み弁に対しては第一吸込み弁に設けた貫通穴の面積分の力として作用すること、さらに、第二吸込み弁の弁運動部の先端よりへガス圧力が作用するため第二吸込み弁が開きやすい構造となっていること、第一吸込み弁と第二吸込み弁のバネ定数を異なったものにしているため、２枚の吸込み弁の作動開始にズレが生じ、また、これに加えて２枚の吸込み弁が開いている間にガス圧力より受ける力が異なること、２枚の吸込み弁で発生するそれぞれの振動を異なった振動形態とするため、互いの振動が相手の振動に干渉して自励振動を抑えることができる。
【００１５】
また、吐出弁は２枚の吐出弁を使用して吐出ポートをシールしているので、吐出ポートより弁を開かせるためのガス圧力により発生する力が、第一吐出弁に対してはポート面積から第一吐出弁に設けた貫通穴の面積を引いた力に、第二吐出弁に対しては第一吐出弁に設けた貫通穴の面積分の力として作用すること、さらに、第二吐出弁の弁運動部の先端よりへガス圧力が作用するため第二吐出弁１９が開きやすい構造となっていること、第一吐出弁と第二吐出弁のバネ定数を異なったものにしているため、２枚の吐出弁の作動開始にズレが生じ、またこれに加えて、２枚の吐出弁が開いている間にガス圧力より受ける力が異なること、ならびに、２枚の吐出弁で発生するそれぞれの振動を異なった振動形態とするため、互いの振動が相手の振動に干渉して自励振動を抑えることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、吸込み弁及び吐出弁の自励振動により発生する騒音と、吸込み弁及び吐出弁の閉鎖時に吸込みポートもしくは吐出ポートに着座する際発生する衝突音をなくし、騒音低減を図れる密閉型圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密閉型電動圧縮機の実施例の要部拡大断面図である。
【図２】図１の実施例における吸込み弁の拡大図でる。
【図３】図１の実施例における吸込み弁の作動説明図である。
【図４】吸込み弁の他の実施例の拡大図である。
【図５】密閉型電動圧縮機音圧レベルの説明図である。
【図６】従来の圧縮機の断面図である。
【図７】従来の圧縮機における圧縮要素の断面図である。
【図８】従来の圧縮機における吸込み弁の作動状態の説明図である。
【符号の説明】
１……密閉容器
２……電動要素，２ａ……ステータ、２ｂ……ロータ
３……シリンダ
４……ピストン
５……シリンダヘッド
６……ヘッドカバー
７……クランク軸
８……フレーム
９……バネ
１０……吸込み弁
１１……吸込みポート
１２……吐出ポート
１３……吐出弁
１４……弁押え
１５……リテーナ
１６……吐出室
１７……圧縮室
１８……第一吸込み弁、１８ａ、１８ｂ……貫通穴
１９……第二吸込み弁、１９ａ、１９ｂ……貫通穴
２０……第一吐出弁、２０ａ……貫通穴
２１……第二吐出弁
【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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